當我們討論氣候變化時,很多時候,都在問“人類能克服這個困難嗎”,或者“有什麼技術可以解決這個問題”……然而時常我們忽略的是,動物其實也必須適應這些變化。
氣候變化給動物的生存帶來了很大的壓力,動物們正在以各種方式應對全球變暖,它們有的遷徙到了更寒冷的地區——比如前往更接近兩極的地方,或者更海拔更高的地球;有的改變了生命中一些關鍵事件的發生時間——比如讓繁殖和遷徙發生在較冷的時間;還有一些,則透過進化改變了體型,以便更快地降溫。
在9月7日發表於《生態學和進化趨勢》雜誌上的一項研究中,一組研究人員就觀察了一些恆溫動物在面對氣候變化時的另一種應對方式——為了更好地調節體溫,它們在發生變形。
在回顧了已發表的文獻後,研究人員發現動物的附器(如喙、腿、尾巴、耳朵等)尺寸的增加,與氣候變化和相關的溫度升高有關。他們識別了多個最有可能出現這種“變形”的動物。並認為,這種模式的廣泛存在,表明了氣候變暖可能導致動物的形態會發生根本變化。
眾所周知,動物會使用它們的附器來調節體內的溫度。例如,非洲象會把溫暖的血液泵到它們的大耳朵上,然後透過拍打耳朵來驅散熱量。鳥類的喙也有類似的功能,當鳥類感到熱的時候,血液流動可以轉移到喙上。
鸚鵡的熱成像圖,顯示喙比身體其他部位更熱。| 圖片來源:Alexandra McQueen
其實,早在19世紀70年代,美國動物學家喬爾·艾倫(Joel Allen)就注意到在寒冷氣候下,恆溫動物往往具有更小的附肢,而溫暖氣候下的恆溫動物則往往具有更大的附肢。這種模式被稱為艾倫法則,它得到了後來的一些鳥類研究和哺乳動物研究的支援。
這是一種紅腰鸚鵡,它的喙會隨著氣候變化而增大。| 圖片來源:Ryan Barnaby
艾倫法則中所描述的這種生物模式也有助於預測動物如何隨氣候變暖而進化。在新的研究中,研究人員就試圖尋找動物在過去一個世紀裡出現變形的例子。他們發現這種變形在鳥類身上出現得尤為明顯。自1871年以來,澳大利亞的幾種鸚鵡的喙的大小平均增加了4%-10%,這與每年的夏季氣溫呈正相關。
另外,哺乳動物的附器也在發生變化。研究人員報告說,花面鼩鼱的尾巴和腿的長度自1950年以來顯著增加。而大蹄蝠的翅膀尺寸在同一時期增長了1.64%。所有這些都意味著,在更溫暖的環境中,更大的附器具有更大的優勢。也就是說,這些例子不僅遵循了艾倫法則,而且與氣候變暖相一致。
各種各樣的例子表明,在世界上的多個地方,不同型別的附器和各種各樣的動物都在發生變形。研究人員表示,氣候變化是一個複雜的、多面的現象,而且是逐步發生的,因此很難確定氣候變化就是造成這種變形的唯一原因。但是,這種變化發生在廣闊的地理區域和多種多樣的物種之間,它們除了經歷了相同的氣候變化之外,幾乎沒有什麼共同之處。
當然,動物的附器的用途遠不止調節體溫。科學家已經發現一些其他可以解釋動物體型變化的原因。例如有研究表明,由於種子大小的變化,克隆群島的中等地雀的喙的平均大小隨時間推移出現了變化,而種子大小反過來又受到降雨的影響。
在新的研究中,研究人員透過檢查之前收集到的資料,來判斷這些中等地雀的喙的大小是否還受到溫度的影響。資料表明,降雨量(以及種子的大小)決定了鳥喙的大小。在乾燥的夏季過後,小喙的鳥的存活率有所下降。
但他們也發現了明確的證據證明,有著較小的喙的鳥類,不太可能在更熱的夏天生存。這種效應對存活率的影響比觀察到的降雨效應更強。這表明在驅動附器大小變化方面,溫度的作用可能與附器的其他用途(如進食)一樣重要。
新的研究還表明,他們可以預測哪些物種最有可能隨著溫度的升高而改變附器的大小。這些物種包括椋鳥科、北歐歌雀、大量的海鳥和小型哺乳動物,如南美的細紋負鼠。不過,研究人員還需要進行更多的調查來確定哪些動物物種會受到的影響最大。
到目前為止,研究人員觀察到的附器的尺寸增長並不大——不到10%,所以這些變化不太可能立即被注意到。然而,他們預計像耳朵這類顯眼的附器會增長,因此在不久的將來,我們或許會看到一個真實版的“小飛象”。
接下來,研究人員將計劃透過3D掃描過去100年間博物館內的鳥類標本,來調查澳大利亞鳥類的變形,從而幫助他們更好地瞭解哪些鳥類的附器的大小是因氣候變化而變化的。研究人員相信,這樣的調查將有助於科學家理解野生動物將如何應對氣候變化,除了提高預測氣候變化的影響力的能力之外,還能更好地識別那些最脆弱、最需要優先保護的物種。
另外,研究人員強調,動物雖然可以“變形”,並不意味著動物在應對氣候變化時就一切都“好”。研究結果表明,一些動物正在適應氣候變化,但更多的動物不會。例如,有些鳥可能必須維持一種特定的飲食,這意味著它們不能改變喙形;再比如有的動物可能根本無法及時進化。因此,雖然預測野生動物將如何應對氣候變化很重要,但在未來,保護物種的最佳方式仍然是大幅減少溫室氣體排放,儘可能地防止全球變暖。
原文作者:Sara Ryding(迪肯大學博士生)
編譯:糖獸
參考來源:
https://theconversation.com/new-research-reveals-animals-are-changing-their-body-shapes-to-cope-with-climate-change-166267
https://phys.org/news/2021-09-climate-animals-shapeshift.html
https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(21)00197-X
封面圖片來源:Alexandra McQueen