Les amphibiens font partie des groupes de vertébrés les plus vulnérables aux changements physiologiques induits par le changement climatique. En raison de leur peau perméable, de leur cycle de vie biphasé et de leurs œufs sans coquille,  les amphibiens sont extrêmement sensibles aux petits changements de température et d’humidité. Il a été démontré que la qualité de leur reproduction, leurs fonctions immunes et leur degré de sensibilité aux polluants chimiques peuvent ètre directement affectés par le réchauffement mondial. L’un des effets négatifs le plus important dans la physiologie des amphibiens est provoqué par les changements qui se produisent pendant la période de latence métabolique durant la saison hivernale. L’augmentation de la mortalité et la réduction de la capacité de reproduction chez certaines populations de crapaud commun (Bufo bufo) en est un bon exemple : les hivers de plus en plus doux entraînent le raccourcissement de la période de latence métabolique hivernale, générant une détérioration générale de l’état corporel de nombreux individus. De plus, les températures minimales de plus en plus douces empêchent le métabolisme de ces amphibiens de les mener à l’état de latence totale durant l’hiver. Voilà pourquoi les individus continuent de consommer leurs réserves et de réduire en conséquence leur masse corporelle. La perte de masse corporelle a une incidence directe sur les chances de survie.. Les événements climatiques extrêmes, comme les sécheresses et les vagues de chaleur, génèrent aussi des effets négatifs sur les populations de certains amphibiens. Il a été démontré que la vague de chaleur de l’année 2003 a eu des impacts négatifs considérables dans la survie de la grenouille commune (Pelophylax perezi) en Europe. Piracés et al (2015) ont constaté des baisses de population annuelles importantes dans les populations du triton pyrénéen (Calotriton asper) dans neuf ravins du Parc National d’Ordesa et le Mont-Perdu, directement liées aux années présentant le plus grand nombre d’événements climatiques extrêmes (principalement des crues et des sécheresses). Enfin, la physiologie et le comportement des invertébrés peuvent également être affectés par la modification des conditions climatiques. C’est le cas, par exemple, de la processionnaire du pin (Thaumetopoea pityocampa), dont les populations ont augmenté ces dernières années leur taux de reproduction et étendu leur zone de répartition dans certaines zones des Pyrénées suite à la hausse des températures minimales et à la réduction des jours de pluie.

Les espèces migratoires et les espèces aussi bien terrestres qu’aquatiques, dont la température corporelle dépend de la température environnementale, sont particulièrement vulnérables à ces changements. Les changements phénologiques, également de bons indicateurs du changement climatique, ont une importance écologique critique, car ils peuvent avoir un impact sur la compétitivité des différentes espèces et, par conséquent, sur la structure des communautés, et enfin, sur le fonctionnement de l’écosystème.

Dans le cas des oiseaux migrateurs, la plus importante variabilité climatique ayant caractérisé ces dernières décennies altère les patrons migrateurs de certaines d'espèces résidentes temporaires dans les Pyrénées. Parmi les principaux changements documentés, citons l'avance de la date d'arrivée sur le continent européen au printemps, observée chez plus de 100 espèces, le retard dans leur migration automnale et de façon générale les changements dans les patrons migrateurs, particulièrement marqués chez les oiseaux migrateurs de courte distance. L’avance de la date d'arrivée en Europe est liée à la hausse des températures hivernales en Afrique subsaharienne, lieu d’hivernage de la plupart de ces espèces. Par ailleurs, le retard de la partie automnale semble avoir un lien avec les températures élevées enregistrées aux lieux d'arrivée. Il a été estimé une avance moyenne de la date d'arrivée d’environ 0,16 jour par an depuis 1959, avec des valeurs maximales pour certaines espèces pouvant atteindre 0,27 jour par an.

Les changements phénologiques affectent également les invertébrés. Parmi les insectes, les études sur les lépidoptères et les principales espèces de pollinisateurs ont révélé leur sensibilité particulière aux changements de température. Concernant les lépidoptères, des premières observations plus précoces ont été enregistrées au cours des dernières décennies chez la plupart des espèces étudiées, vraisemblablement liées à la hausse des températures moyennes.

Il est très probable que la tendance actuelle constatée dans les changements phénologiques de nombreuses espèces animales se maintienne, voire s’accentue à l’avenir, à mesure que les températures augmentent, et qu’il y ait une plus grande variabilité climatique en raison du réchauffement mondial. En plus de modifier les calendriers phénologiques de certaines espèces, l’effet cumulé pourrait finir par altérer gravement les interactions entre les différentes espèces, avec des conséquences sur tous les niveaux de la chaîne trophique, affectant la dynamique de nombreuses espèces et des écosystèmes de haute montagne.

En général, un déplacement moyen de la zone de répartition géographique des espèces européennes est estimé à environ 17 km vers de plus haute latitudes, et/ou de 11 m vers des altitudes supérieures, par décennie. Un aspect critique pour les espèces de faune de montagne réside dans le fait que les déplacements ascendants sont souvent limités par d’autres facteurs liés à l’activité humaine comme la fragmentation de l’habitat ou les changements d’utilisation du sol. Ces facteurs peuvent altérer la connectivité entre des zones du territoire, entravant les migrations vers des altitudes supérieures et, par conséquent, la capacité des certaines espèces à s'adapter aux nouvelles conditions. De plus, les déplacements en hauteur, en montagne, impliquent une perte d’habitat, car la zone de répartition se réduit inévitablement à mesure que l’on monte. Par conséquent, certaines espèces courent le risque d’être progressivement isolées dans les petites zones d’habitat approprié restantes, avec l’augmentation conséquente de leur vulnérabilité, voire un risque d’extinction, en raison de la pénurie alimentaire et de la variabilité génétique toujours moins importante  de leurs populations.

Chez la plupart des espèces de haute montagne, la limite inférieure de la zone de répartition est restreinte par les conditions climatiques inappropriées, tandis que la limite supérieure est conditionnée par la disponibilité d'un type particulier de végétation, d’espèce végétale ou d’habitat. C’est pourquoi les changements produits dans la zone de répartition des espèces pyrénéennes dépendront également de la capacité de la végétation à déplacer sa zone de répartition avec le temps : si la vitesse à laquelle se déplacent les communautés végétales est inférieure à la vitesse à laquelle varient les conditions climatiques, les nouvelles zones de répartition potentielle de nombreux animaux pourraient se réduire considérablement par rapport aux zones d’origine.

Quant aux mammifères, les espèces endémiques de haute montagne ayant une faible capacité de dispersion semblent présenter une plus forte sensibilité aux effets du changement climatique dans leur répartition. Les températures moyennes estivales et les changements dans le bilan hydrique semblent être les principaux facteurs qui déterminent la présence et la répartition potentielle de G. pyrenaicus. Il est prévu que ces deux facteurs varient considérablement au cours de ce siècle en raison du réchauffement mondial. Si les projections de ce modèle étaient confirmées, les effets du changement climatique, en synergie avec la perte d'habitat pourraient compromettre la survie de l’espèce.

Certaines espèces d'oiseaux pourraient également connaître un rétrécissement de leur aire de répartition dans les Pyrénées. Même si la capacité de voler augmente considérablement leur capacité de dispersion, la réduction de l’aire de répartition des communautés végétales dont dépendent de nombreuses espèces pourrait être déterminante chez des espèces telles que la perdrix des neiges (Lagopus muta pyrenaica).

Les réponses phénologiques et les changements de répartition des espècespourraient avoir des répercussions négatives sur les espèces des niveaux trophiques supérieurs et de façon générale, sur les espèces qui interagissent entre elles à travers des synergies de nature différente (relations interspécifiques ). Parmi les exemples, citons les cas des systèmes herbivore-plante, ou prédateur-proie, car les changements de présence et/ou d'abondance qui affectent une espèce précise ont également une incidence sur les autres espèces associées, à travers des écarts ou des décalages entre les calendriers phénologiques. Ces décalages peuvent altérer la capacité de certaines espèces à exercer des fonctions clés dans l’écosystème et, par conséquent, également le fonctionnement de l’écosystème.

Le déplacement en hauteur de la zone de répartition des espèces natives peut supposer un avantage compétitif pour l’expansion et l’implantation de certaines espèces exotiques, car ces dernières présentent de nouvelles niches idéales du point de vue climatique et de faibles niveaux de concurrence pour les ressources en raison du déplacement des espèces d'origine.

De la même manière, certaines aires protégées, qui jusqu'à maintenant étaient interconnectées à travers des couloirs naturels ou artificiels, vont probablement être isolées pour certaines espèces qui ne tolèreraient pas les nouvelles conditions climatiques des couloirs. Ce phénomène pourrait être particulièrement notable dans les espaces protégés comptant des espèces endémiques qui se caractérisent par une capacité de dispersion réduite et un haut degré de spécialisation écologique.

• Favoriser la création d’un catalogue de zones pyrénéennes particulièrement sensibles au changement climatique pour les zones de la chaîne de montagnes avec des écosystèmes emblématiques et uniques, vulnérables ou particulièrement sensibles, ou qui contiennent des espèces menacées ou endémiques dont la répartition et les caractéristiques empêchent leur déplacement ;
• Promouvoir des utilisations du territoire pyrénéen compatibles avec la conservation et pouvant amortir les effets du changement climatique ;
• Harmoniser les politiques d'adaptation des autres secteurs avec les objectifs de protection, d’amélioration et de restauration de la biodiversité pour optimiser les synergies positives entre elles (principe de développement durable) ;
• Renforcer et rediriger les plans actuels de suivi et de contrôle des espèces pyrénéennes vulnérables, les plans de prévention, de contrôle et de gestion des espèces exotiques envahissantes et nuisibles en considérant les potentiels effets induits par le changement climatique ;
• Approfondir l’étude du déplacement des zones de répartition des espèces causé par le changement climatique et le potentiel d'adaptation des différentes espèces menacées ;
• Mettre à jour les listes rouges des espèces en tenant compte de leur vulnérabilité actuelle et potentielle face au changement climatique ;
• Favoriser la création de bases de données transfrontalières, comme les atlas pyrénéens des espèces végétales et animales ;
• Promouvoir la création de mécanismes, de méthodologies et de forums participatifs pour la coordination de mesures d’adaptation intersectorielles et transfrontalières destinées à garantir la protection des espèces et des habitats pyrénéens particulièrement vulnérables au changement climatique ;
• Promouvoir la diffusion d’initiatives de « science citoyenne » dans les Pyrénées, conçues comme des initiatives de collaboration efficace entre citoyens et chercheurs pour enrichir les bases de données sur le suivi phénologique des espèces, les observations des écosystèmes sensibles, le recueil de données d’échantillonnage et de répertoires ;
• Garantir la diffusion effective des actions d’adaptation finalement promues, leur progrès et les résultats obtenus, à tous les acteurs intéressés et à la société.