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收集了7万多件样本,他们发现气候变化还能这样影响鸟类

媒体:科普中国  作者:谭熠华
专业号:关注森林资讯 2020/2/16 11:53:08

近期,有国外的研究团队通过对北美不同种迁徙鸟类的研究发现,随着近几十年来夏季气温升高,鸟类的体型缩小了。

(图片来源:作者提供)

气候变暖,导致鸟儿的体型“缩水”

此结果来自美国密歇根大学(University of Michigan)2019年年底的研究。该团队与菲尔德自然史博物馆(Field Museum)合作,收集了北美52种候鸟,超过70000个样本,样本采集的时间跨度长达40年。他们测量了每只鸟的喙长、跗趾长(腿的一部分)、翼长和体重。发现在过去的几十年中,鸟的平均跗趾长缩短2.4%,质量减轻2.6%,其他参数指标也指明,近40年来鸟的体型在不断减小。

究竟是什么原因导致了鸟的体型变化?

不同的鸟类物种体型都发生了变化,可能是某种大尺度的环境改变造成的。研究团队猜测这可能和全球气候变暖有关。于是,该团队进一步探讨了鸟类体型变化与气温变化的关系。

排除其他环境因素的干扰,他们分别尝试用夏季平均温度、冬季平均温度和冬季总降水量来预测鸟类体型的变化,发现其中夏季平均气温的变化趋势能较好地预测鸟类体型变化情况。

当夏季平均温度发生变化时,鸟类的体型会随之变化。同时发现,用第一年的夏季平均温度预测第二年的鸟类体型时效果会更好,说明第一年的夏季温度变化对鸟类产生了影响,使鸟种群内部的体型分布结构发生改变,结果在第二年显现出来。由于近40年来夏季平均气温总体呈上升趋势,鸟类体型也表现出减小的结果。

鸟类跗趾长与夏季温度的关系图,橙色代表跗趾长变化率,蓝色代表夏季气温变化率 (图片来源:Weeks,2019)

气候变暖,如何影响鸟类体型?

来自澳大利亚迪肯大学(Deakin University)的团队曾设计实验,探讨气候变暖如何影响鸟类体型。

研究发现,在鸟的孵卵期,当环境温度比较高时,雌性斑胸草雀能通过叫声将环境温度过高的信息传达给胚胎,改变胚胎生理状态,导致幼鸟孵化后在生长期间平均体型更小。这从生理可塑性的角度解释了高温导致体型变小的原因。

斑胸草雀,研究鸟类行为生态的模式动物(图片来源:pixabay.com)

同时研究者观察到,在繁殖期,相比体型未改变的雌鸟,高温环境中体型变小的斑胸草雀雌鸟拥有更多的后代。在野外环境中,这将促使鸟类平均体型数值减小。

温度越高,动物体型越小

这个现象并不罕见

早在1847年,德国科学家贝格曼就提出,在同类群的温血动物中,生活在较寒冷地区的个体体型更大。这也成为生态学中关于动物体型变化的经典定律——贝格曼定律。

该定律基于一条基本的物理学原理:物体越大,它的表面积与体积之比越小,更不容易通过体表损失热量,更能保温。在寒冷地区,保温能力弱的小型个体会在自然选择下逐渐被淘汰,进化的选择使种群个体平均体型趋向增大。

之后不断有学者们就该定律的可靠性和适用范围进行了广泛的研究,发现该定律在温血动物,尤其是小型温血动物中具有普遍性。并且反过来也找到了很多证据,即在炎热环境中动物的体型趋于减小,这也解释了上文鸟类体型减小的原因。

寒冷地区的美洲狮相比温暖地区的同类拥有更大体型(图片来源:pixabay.com)

北方人普遍比南方人长得高

莫非也和温度有关?

看到这,很多人很容易联想到,中国南方人和北方人的身高差异是否也是基于同样的原理呢?

北方人生活的环境相比于南方较为寒冷,身材高大的人单位体积对应的表面积小,因而散热少, 可以有效地抵御风寒。南方地区相对较暖和,身材矮小的人单位体积对应的表面积大,利于散热,易于生存。

这样解释看似完善,其实不然。人类学会穿衣、生火保暖,而不是只靠身体素质硬抗严寒,贝格曼定律在人身上并不是完全适用。南方人、北方人身高差异是各种综合因素导致的结果。天气寒冷,人体新陈代谢较慢,生长发育期较长,成熟期较晚,有利于更多物质能量的积累。传统北方地区的人摄入的含蛋白质的食物更多,高蛋白有利于身高的发育,加之北方地区夏季光照时间长,有利于人体合成维生素D,促进骨骼发育,这些都是北方人长得稍高大的原因。

近年随着城市化发展,南北方饮食等诸多生活习惯趋近,同时,伴随人口迁移,这种身高差异正在减小。

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