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本文选自《海外文摘》2021.12期 封面文章
全球变暖正在改变我们的星球，它使飓风更为猛烈，使火灾频发，使河流干涸。如今，科学家发现，气候变化还让动物们成了变形者。许多生物正在改变身体某些部位的大小和形状，有些长出了更大的翅膀，有些长出了更长的耳朵，还有些则长出了更大的喙。科学家说，这些变化不是随机发生的。动物们正在适应气候变化，以便更好地调节体温——主要是散热。澳大利亚迪肯大学的一组科学家与加拿大布鲁克大学的同行合作，追踪分析了大约30多种动物在不同时间范围内如何通过改变形态来应对气温升高。在过程中，他们梳理了近100项相关研究，有些研究是基于实地考察和实验室实验，有些则是基于大量的博物馆藏品——博物馆几十年前分类、测量并保存的动物标本。其中，部分研究样本可追溯至一两个世纪前。研究人员在《生态学与进化趋势》杂志上发表了他们的成果。“他们的努力令人钦佩。”密歇根大学鸟类学家本·温格说。温格没有参与这个项目，但也在从事相关研究。这些发现从全新的角度揭示了地球上的恒温动物是如何应对气候变暖的。 野外的恒温动物不像人类能享受到空调带来的凉爽，它们只能依靠自身调节来避免体温过高。该研究项目的发起人萨拉·莱丁解释说，它们主要通过附肢释放热量。鸟类的爪子和喙能散热；蝙蝠可以通过翅膀释放热量；像老鼠这样的小动物还能用尾巴散热；大象则用巨大的耳朵来保持凉爽。在一些视频中，当大象在美丽的非洲大草原上漫步时，耳朵会有规律地前后扇动，它们正是依靠这种方式将多余的热量释放到空气中。“大象通过耳朵散热是一个有据可查的事实。”莱丁说。莱丁的团队发现，随着时间的推移，澳大利亚鹦鹉的喙变大了，蝙蝠长出了更大的翅膀，欧洲兔子长出了更长的耳朵，老鼠的尾巴也变长了。“由于鹦鹉是许多研究项目的观察对象，拿它们举例再好不过了。”莱丁说，“因为博物馆中有大量的鸟类标本、文献记录，其历史可追溯至19世纪，有些标本甚至更古老。”得益于这些数据，莱丁的团队发现，自1871年以来，鹦鹉喙的表面积增加了4%到10%。此外，通过对博物馆蝙蝠标本（包括馆藏历史达65年的标本）的分析，该团队发现，自20世纪50年代以来，蝙蝠的翅膀尺寸增加了1%以上。研究人员称，动物的这种形态改变是有道理的。在生物学上有一个著名的“伯格曼法则”，即生活在寒冷气候中的动物通常比那些赤道附近的动物体型更大、皮毛更厚，以便更好地保存体内热量。该法则以19世纪生物学家卡尔·伯格曼的名字命名，他于1847年首次描述了这种生物现象。30年后，另一位生物学家乔尔·阿萨夫·艾伦进一步拓展了这一概念，他指出，适应寒冷气候的动物，附肢更短——这样可以有效防止热量散失。根据类似的体温调节原理可知，炎热气候中的恒温动物，附肢会变得更大（相对于自身体型来说）。 更大的附肢意味着可以生成更大的血管系统，从而加速血液循环，更多地释放出身体的热量。莱丁解释道：“根据艾伦法则，这意味着当动物将血液泵入某个附肢时，会有更大的表面积帮助散热。”这大致与公寓暖气片的工作原理类似：表面积更大的暖气片会向房间释放更多的热量。喙、耳朵、尾巴，以及翅膀等较大的附肢都能帮动物散热。在鹦鹉的热成像照片上可以看到，它们的喙和爪子都发出了亮黄色的光，那就是喙和爪子释放出的热量。莱丁的团队还同时进行了各种实地研究。其中一项研究持续记录了2003—2011年间加拉帕戈斯群岛雀类喙的变化。研究人员发现，随着气温的升高，雀的喙变大了。“加拉帕戈斯群岛的雀类会根据前一年的气温来增大它们的喙，变化的幅度会有差异。”莱丁说。团队的另一组数据来自欧洲兔子，这些兔子被带到澳大利亚后，生活在不同的气候区。随着时间的推移，那些生活在较热地区的兔子长出了更长的耳朵。莱丁说：“这是一个非常有趣的例子，说明动物被引入其他地区后，能对环境温度的差异作出反应。” 研究小组还发现，在温度更高的实验室环境中长大的日本鹌鹑，比典型栖息地长大的鹌鹑的喙更长，它们仅需一代的时间就能适应环境变化。同理，在实验室长大的老鼠，尾巴更长。莱丁指出，这比在博物馆及实地研究中发现的变形所需时间要短得多，这表明动物确实可以非常迅速地适应环境。然而，研究人员不确定这种变形能否算是一个好的现象。“很难说后果是什么。”温格说，“这取决于这些适应性改变能否与其他环境变化保持同步，以及会对觅食和躲避捕食者产生怎样的影响。”如果较大的耳朵或喙可以帮助动物散热，避免它们中暑或死亡，那就是一件好事。但有的变化可能会干扰某些动物的觅食能力。例如，对于以花蜜为食的鸟类来说，拥有小而窄的喙很重要。莱丁说：“如果一只蜂鸟的喙越来越宽，它可能会因为喙太大而无法有效地吸食花蜜，汲取营养。”这会导致它营养不良。因此，莱丁认为，变形并不意味着动物能很好地应对气候变化，这只是表明动物正通过进化来承受气候变化的后果。从长远来看，我们尚不清楚这对动物的生存和繁衍是否有益。 但有一点可以肯定的是，未来气温的升高将使更多的动物成为变形者。北卡罗来纳大学威明顿分校的进化生态学家雷蒙德·丹纳认为，“变形”这个说法不仅恰如其分而且生动。丹纳没有参与这项研究，但做过类似工作。他说：“'变形’一词很好地展现出，动物是怎样随着时间的推移对环境挑战作出反应的。”他补充说，与这个主题有关的证据越来越多，莱丁团队的研究很好地整合了相关数据。“也许更重要的是，她的团队展示了如何通过重新分析数据集来设计研究，从而让我们更好地了解未来的动物变形情况。”
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