面對氣候變暖,動物們也在努力適應。|Colourbox
氣候變暖正在悄然改變我們的世界,按照現在的升溫趨勢,在下個世紀來臨前,全球氣溫將升高2-3°C。
在一個全球變暖的世界,不止人類覺得熱,動物也是。對於所有物種而言,氣溫升高都是一個巨大挑戰,但你可曾想過,隨著溫度升高,
做一隻老鼠好,還是做一隻鳥更有優勢?
今年2月,發表在
《科學》
雜誌上的一項最新研究表明,面對氣候變暖,即使生活在同一地區,不同動物的遭遇截然不同,小型哺乳動物比鳥類更耐熱。
全球變暖時代,做一隻老鼠好過一隻鳥
在過去100年中,美國莫哈韋沙漠的溫度上升了大約2°C,但研究發現,面對氣候變暖,
哺乳動物和鳥類
的遭遇有著天壤之別。儘管同屬於恆溫動物,鳥類的種群豐富性急劇衰減,但老鼠、花栗鼠等小型哺乳動物的群落卻十分穩定。
為什麼會出現如此大的差異?
為了找到答案, 美國加州大學的生態學家們花費兩年時間,測量了莫哈韋沙漠50種鳥類的羽毛和24種小型哺乳動物的皮毛標本,分析其傳熱和光吸收能力。
他們將資料與這些動物的生活習性和棲息地聯絡起來,建立生態模型,對比不同物種對氣候變暖的反應差異。
結果發現,
面對高溫,小型哺乳動物選擇採取“晝伏夜出”的作息。
由於四肢靈活,它們白天挖掘洞穴鑽進涼爽的地下躲避高溫,等到夜晚降臨氣溫下降,再鑽出洞穴,依靠靈敏的嗅覺和聽覺在黑暗中覓食。
相比之下,
鳥類的處境要艱難得多
。它們身披羽毛,本來就不利於散熱,而且大多數鳥類的覓食和繁殖活動在白天進行,這些活動會產生大量熱量。在烈日炎炎的沙漠,鳥兒們無處躲藏,為了保持清涼,就需要消耗更多能量——研究顯示,
鳥類為降溫所消耗的能量是哺乳動物的三倍多。
這些差異導致鳥類和小型哺乳動物在氣候變暖中的際遇截然不同,做一隻老鼠要好過做一隻鳥。
即使同時生活在莫哈韋沙漠地區,小型哺乳動物和鳥類由於生活習慣不同,在氣候變暖中的際遇截然不同。
面對氣候變暖,還可以“縮小”體型
事實上,氣候變暖並不只是我們這個時代需要面對的難題,在5000多萬年前,地球也曾經歷過一次急速升溫的劇烈氣候變化,這就是地質學家所說的“古新世-始新世極熱事件”。
當時,
全球氣溫在短短1萬年間升高了8°C,而且升溫過程持續近20萬年。
經歷了白堊紀末期大滅絕災難的地球生態系統,經過一千多萬年的修復,剛剛恢復生機就再受打擊,造成全球範圍內大量的生物滅絕。
無獨有偶的是,
在這次升溫災難中,哺乳動物的表現同樣比爬行動物和鳥類好得多
:爬行動物和鳥類大量滅亡,而哺乳動物不僅挺了過來,還在氣溫回落後出現了多樣性輻射演化,一舉奠定了新生代哺乳動物王朝的基石。
哺乳動物為了應對氣溫升高,除了利用身體靈活的優勢,還有個秘訣就是——縮小體型。
化石記錄顯示,一種當時生活在現在美國懷俄明州地區的始祖馬在古新世-始新世極熱事件剛開始時,體重大約
5.6千克
,跟小狗差不多大。
隨著氣溫上升,始祖馬的體型變得越來越小,13萬年後,它們成年個體體型縮小了
30%
,體重只有
4千克
左右,接近於一隻家貓的重量。而到了極熱事件末期,隨著氣溫回落,始祖馬的體型又開始長大。其它一些
食草哺乳動物和食肉動物
的體型也出現了類似變化。
在5000多萬年前的一次氣候變暖事件中,始祖馬為了應對氣溫升高,體型逐漸縮小。|來自網路
變小就能躲過升溫災難嗎?
氣候變暖會導致動物體型縮小的現象不只出現在遠古時期,如今隨著氣溫升高,許多物種的體型都在縮小,從
兩棲類的大蟾蜍、蠑螈,到爬行類的烏龜、蛇,再到哺乳類的林鼠
皆是如此。
面對氣候變暖,縮小體型到底有何演化優勢?溫度和動物體型之間有著怎樣的微妙聯絡?
其實在日常經驗中,我們可以直覺地體會到這一點,比如生活在寒冷環境的北方人往往比生活在溫暖環境的南方人體型高大。
早在19世紀,德國生物學家卡爾·貝格曼就發現,
生活在寒冷地區的哺乳動物要比生活在炎熱地區的體型更大
,他推測,這是因為體型大的動物,身體表面積與體重比更小,更有助於節約身體熱量。
不過後續越來越多的動物實驗表明,更可靠的解釋或許是,縮小體型可以幫助動物降低代謝水平。
所有生命無時無刻不在進行新陳代謝,正如通常的化學反應一樣,新陳代謝也會隨著溫度升高而加快。
這就意味著溫度更高時,動物們需要獲得更多食物,承擔更大的生存壓力,於是它們不得不在生長和繁殖之間做出權衡。結果往往是,
為了保持物種延續,動物們被迫在體型更小時就提前成熟。
2012年,一項涵蓋169種水生、陸生動物的大型實驗就發現,溫度更高時,90%的動物在達到成熟時體型都會更小。
那麼這是不是意味著,只要動物堅持“節能減排”,不斷縮小體型加快成熟速度,就能夠安然度過全球變暖呢?答案沒那麼簡單。
要知道,
繁殖活動本身就是一個高度消耗能量的過程,而體型較小的個體儲存的能量相對較少,繁殖出的後代在數量和體型上都會有所縮減。
因此,在更溫暖的環境中,儘管動物們已經為繁衍後代而努力縮小體型,它們的種群數量仍然可能急劇減少。
面對氣候變暖帶來的環境劇烈變化,較少的種群數量通常意味著更容易滅絕。
保護地球生物多樣性,需要人類的積極努力。|來自網路
最近一萬年來,人類活動導致全球溫度持續上升,工業革命更是加速了這一程序。不過遭殃的不只是人類自身,地球上的所有物種都在承擔後果。
面對氣候變暖,動物們在自然選擇的壓力下不斷進行適應性演化,老鼠白天鑽到洞裡躲避烈日,鳥類改變遷徙路線,許多動物縮小體型…… 然而,氣候變化的速度仍然大大超過了一些物種的適應速度,正在將它們一步步推向滅絕邊緣。
要想阻止全球變暖造成的生物滅絕,僅僅依靠動物自身的適應性演化是不現實的。
全球需要在未來十年採取系統性的節能減排措施,減少溫室氣體排放,保護生物多樣性。
我們生活在一個生命多姿多彩的世界,也不希望留給子孫一個更加貧瘠的星球。
作者|劉森 遼寧古生物博物館展覽部主任