黑熊

伯格曼法则又对了新研究发现,随着全球变暖

发布时间:2024/11/28 16:07:04   

在年,德国学者伯格曼发现,在恒温动物中,生存在寒冷地区的个体,其个头往往比生存在温暖地区的同类要大,这个发现后来被总结为“伯格曼法则”。

比如,北极熊的体型比黑熊大,东北虎的体型比孟加拉虎大,科学家们认为,这是因为随着动物体积和体重的增加,体表面积比例相对更小,这有利于防止身体热量的散失,这对恒温动物来说,是对寒冷的一种自然适应。

此前发表在《科学进展》上的一项研究发现,亚马逊雨林的鸟类自上世纪80年代以来,体型一直在变小,科学家们认为这与气候变化引起的气温上升有关,也验证了伯格曼法则的正确性。而最近发表在《自然生态与进化》(NatureEcologyandEvolution)上的一项研究显示,北美洲的候鸟也变得越来越小了。

研究人员经过调查发现,在过去三十年中,种鸟类的体重平均下降了0.6%,有些鸟类的体重甚至下降了3.0%。例如,树燕的体型缩小了2.8%,美洲知更鸟的体型缩小1.2%,绒啄木鸟的体型则缩小了2.2%。这些数字起初听起来可能并不令人担忧,但从进化的角度来看,它们在很短的时间内发生了巨大的变化。

一个物种往往会随着环境变化而进化,物竞天择,适者生存,在基因突变的驱动下,变化的环境把不能适应的个体淘汰掉,剩下能适应的个体,这些个体不断繁衍,最终形成一个新的种群,这就是进化的过程。

比如某个生境中生存着一群鹿,因为基因突变,鹿群中出现了一些脖子很长的“怪胎”。随着环境变化,低矮的灌木丛都消失,脖子短的鹿没有食物可以吃,而那些脖子很长的“怪胎”,可以吃到很高的乔木的树叶,久而久之,鹿群里就全是长颈鹿了——这就是关于进化的一个最直观的例子。

但进化的发生,往往需要上千上万年的时间,鸟类的平均体重随着全球变暖,在三四十年的时间里变小了0.6%,不得不说这是一个非常快速的过程。加州大学洛杉矶分校的生态学家、研究论文的主要作者凯西·扬格弗莱什(CaseyYoungflesh)表示,这项研究揭示了温度对动物身体特征的影响有多大。“这是一个广泛的证据,表明气候变化确实在塑造物种的样子。”

这一现象发生在研究中的绝大多数物种身上,而不仅仅是一种或少数物种,这一事实清楚地证明了气候变化是罪魁祸首。“没有其他合理的假设可以解释为什么我们会随着时间的推移观察到这些变化,”研究人员说:“如果我们只测量了一个物种的体型变化,很容易想象该物种发生了什么奇怪的事情。但鉴于我们在如此多的物种中,在覆盖了许多不同环境的如此广阔的北美洲地区,都发现了这一信号,除了气候变化之外,没有其他合理的假设了。”

更小的体型有助于动物应对更高的温度,因为更大的表面积与体积比有助于散热。相反,体型更大、更圆的鸟类,通常适合生存在寒冷地区,更善于保存热量。研究还发现,温暖地区的鸟类也变小了,而且以更快的速度证明,无论它们的位置如何,这些动物都在适应变暖的温度。

然而,研究人员还发现,这些变化并没有跟上气候变暖的步伐,他们的体型缩小仅为科学家根据研究过程中气温升高所预期的40%左右。这意味着这些动物在气候变化的过程中,面临着更大的灭绝风险。

值得一提的是,这项研究还发现,即使动物的身体缩小了,它们的翅膀却没有缩小,这意味着鸟类的翅膀现在倾向于与它们的身体成比例地变大,这可能部分是因为翅膀在调节体温方面没有用处。研究人员说:“翅膀大多是羽毛,所以鸟类不会用它们来散热。它们主要用腿和喙来调节体温。”

研究人员还发现了影响鸟类体型的另一个重要因素,大规模的证据表明,生活在较高海拔地区的鸟类往往有较长的翅膀,这一适应有助于鸟类在山区稀薄的空气中飞行。在这些地方,尽管气温较低,鸟类的翅膀更长,身体更小。

科学家们一直在研究动物对气候变化的反应方式,试图找出它们的极限。之前的研究表明,候鸟具有能够飞到较冷的气候以躲避高温的优势,但加州大学洛杉矶分校领导的研究表明了它们调整的另一种方式——即留下来,用身体的变化去适应温度升高。



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