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全球变暖时代,做一只老鼠要好过做一只鸟

2021-05-28刘森

飞碟探索 2021年2期
关键词:哺乳动物体型鸟类

刘森

气候变暖正在悄然改变我们的世界,按照现在的升温趋势,在22世纪来临前,全球气温将升高2~3℃。

在一个全球变暖的世界,不止人类觉得热,动物也是。对所有物种而言,气温升高都是一个巨大挑战。那么你是否想过,随着温度升高,是一只老鼠更容易生存,还是一只鸟更有优势?

2021年2月,发表在《科学》杂志上的一项最新研究表明:面对气候变暖,即使生活在同一地区,不同动物的遭遇截然不同,小型哺乳动物比鸟类更耐热。

全球变暖时代做一只老鼠好过做一只鸟

在过去100年中,美国莫哈韦沙漠的温度上升了大约2℃,但研究发现,面对气候变暖,生活在这里的哺乳动物和鸟类的遭遇有天壤之别:尽管同属恒温动物,鸟类的种群丰富性急剧衰减,老鼠、花栗鼠等小型哺乳动物的群落却十分稳定。

为什么会出现如此大的差异?为了找到答案,美国加州大学的生态学家花费2年时间,测量了莫哈韦沙漠中50种鸟类的羽毛和24种小型哺乳动物的皮毛标本,分析其传热和光吸收能力。他们将数据与这些动物的生活习性和栖息地联系起来,建立生态模型,对比不同物种对气候变暖的反应差异。

结果发现,面对高温,小型哺乳动物选择“昼伏夜出”式作息。由于四肢灵活,它们白天挖掘洞穴,钻进凉爽的地下躲避高温,等到夜晚降临,气温下降,再钻出洞穴,依靠灵敏的嗅觉和听觉在黑暗中觅食。

相比之下,鸟类的处境要艰难得多。它们身披羽毛,本来就不利于散热,而且大多数鸟类的觅食和繁殖活动在白天进行。在烈日炎炎的沙漠,鸟儿无处躲藏,为了保持清凉,就需要消耗更多能量——研究显示,鸟类为降温所消耗的能量是哺乳动物的3倍多。

这些差异导致鸟类和小型哺乳动物在气候变暖中的际遇截然不同,做一只老鼠要好过做一只鸟。

面对气候变暖还可以“缩小”体型

事实上,气候变暖并不只是我们这个时代需要面对的难题,在5000多万年前,地球也曾经历过一次急速升温的剧烈气候变化,这就是地质学家所说的“古新世- 始新世极热事件”。当时,全球气温在短短1万年间升高了8℃,而且升温过程持续了近20万年。经历了白垩纪末期大灭绝灾难的地球生态系统,经过超过1000万年的修复,刚刚恢复生机就再受打击,造成全球范围大量生物灭绝。

无独有偶,在这次升温灾难中,哺乳动物的表现同样比爬行动物和鸟类好得多:爬行动物和鸟类大量灭亡,而哺乳动物不仅挺了过来,还在气温回落后出现了多样性辐射演化,一举奠定了新生代哺乳动物王朝的基石。

哺乳动物为了应对气温升高,除了利用身体灵活的优势,还有一个秘诀——缩小体型。化石记录显示,一种当时生活在现在美国怀俄明州地区的始祖马在古新世- 始新世极热事件刚开始时,体重大约为5.6千克,体型跟小狗差不多大。随着气温上升,始祖马的体型变得越来越小,13万年后,它们成年个体的体型缩小了30%,体重只有4千克左右,接近一只家猫的重量。而到了极热事件末期,随着气温回落,始祖马的体型又开始变大。其他一些食草哺乳动物和食肉动物的体型也出现了类似变化。

变小就能躲过升温灾难吗?

气候变暖会导致动物体型缩小的现象不只出现在远古时期,如今随着气温升高,许多物种的体型都在缩小,从两栖类的大蟾蜍、蝾螈,到爬行类的乌龟、蛇,再到哺乳类的林鼠皆是如此。

面对气候变暖,缩小体型到底有何演化优势?温度和动物体型之间有着怎样的微妙联系?

其实在日常经验中,我们可以体会到这一点。比如,生活在寒冷环境的北方人往往比生活在温暖环境的南方人体型高大。早在19世纪,德国生物学家卡尔·贝格曼就发现,生活在寒冷地区的哺乳动物要比生活在炎热地区的体型更大,他推测,这是因为体型大的动物,其身体表面积与体重比更小,更有助于节约身体热量。

不过后续越来越多的动物实验表明,更可靠的解释或许是:缩小体型可以帮助动物降低代谢水平。所有生命无时无刻不在进行新陈代谢,正如通常的化学反应一样,新陈代谢也会随着温度升高而加快。这就意味着温度更高时,动物们需要获得更多食物,承担更大的生存压力,于是它们不得不在生长和繁殖之间权衡。结果往往是,为了保持物种延续,动物们被迫在体型更小的时候就提前成年。

2012年,一项涵盖169种水生、陆生动物的大型实验就发现,温度更高时,90% 的动物在成年时体型都会更小。那么这是不是意味着,只要动物坚持“节能减排”,不断缩小体型加快成年速度,就能够安然度过全球变暖呢?答案没那么简单。要知道,繁殖活动本身就是一个高度消耗能量的过程,而体型较小的个体存储的能量相对较少,繁殖出的后代在数量和体型上都会有所縮减。因此,在更温暖的环境中,尽管动物们已经为繁衍后代而努力缩小体型,它们的种群数量仍然可能急剧减少。面对气候变暖带来的环境剧烈变化,较少的种群数量通常意味着更容易灭绝。

最近1万年来,人类活动导致全球温度持续上升,工业革命更是加速了这一进程。不过遭殃的不只是人类自身,地球上的所有物种都在承担后果。

面对气候变暖,动物们在自然选择的压力下不断进行适应性演化,老鼠白天钻到洞里躲避烈日,鸟类改变迁徙路线,许多动物缩小体型……然而,气候变化的速度仍然大大超过了一些物种的适应速度,正在将它们一步步推向灭绝边缘。

要想阻止全球变暖造成的生物灭绝,仅仅依靠动物自身的适应性演化是不现实的。全球需要在未来10年采取系统性的节能减排措施,减少温室气体排放,保护生物多样性。我们生活在一个生命多姿多彩的世界,也不希望留给子孙一个变得贫瘠的星球。

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