動物變形記

麗娜·澤爾多維奇

紅冠鳳頭鸚鵡的喙增大了。

全球變暖正在改變我們的星球，它使颶風更為猛烈，使火災頻發(fā)，使河流干涸。如今，科學家發(fā)現(xiàn)，氣候變化還讓動物們成了變形者。許多生物正在改變身體某些部位的大小和形狀，有些長出了更大的翅膀，有些長出了更長的耳朵，還有些則長出了更大的喙。科學家說，這些變化不是隨機發(fā)生的。動物們正在適應氣候變化，以便更好地調(diào)節(jié)體溫——主要是散熱。

澳大利亞迪肯大學的一組科學家與加拿大布魯克大學的同行合作，追蹤分析了大約30多種動物在不同時間范圍內(nèi)如何通過改變形態(tài)來應對氣溫升高。在過程中，他們梳理了近100項相關(guān)研究，有些研究是基于實地考察和實驗室實驗，有些則是基于大量的博物館藏品——博物館幾十年前分類、測量并保存的動物標本。其中，部分研究樣本可追溯至一兩個世紀前。研究人員在《生態(tài)學與進化趨勢》雜志上發(fā)表了他們的成果。

“他們的努力令人欽佩。”密歇根大學鳥類學家本·溫格說。溫格沒有參與這個項目，但也在從事相關(guān)研究。這些發(fā)現(xiàn)從全新的角度揭示了地球上的恒溫動物是如何應對氣候變暖的。

野外的恒溫動物不像人類能享受到空調(diào)帶來的涼爽，它們只能依靠自身調(diào)節(jié)來避免體溫過高。該研究項目的發(fā)起人薩拉·萊丁解釋說，它們主要通過附肢釋放熱量。鳥類的爪子和喙能散熱;蝙蝠可以通過翅膀釋放熱量;像老鼠這樣的小動物還能用尾巴散熱;大象則用巨大的耳朵來保持涼爽。在一些視頻中，當大象在美麗的非洲大草原上漫步時，耳朵會有規(guī)律地前后扇動，它們正是依靠這種方式將多余的熱量釋放到空氣中。“大象通過耳朵散熱是一個有據(jù)可查的事實。”萊丁說。

萊丁的團隊發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，澳大利亞鸚鵡的喙變大了，蝙蝠長出了更大的翅膀，歐洲兔子長出了更長的耳朵，老鼠的尾巴也變長了。“由于鸚鵡是許多研究項目的觀察對象，拿它們舉例再好不過了。”萊丁說，“因為博物館中有大量的鳥類標本、文獻記錄，其歷史可追溯至19世紀，有些標本甚至更古老。”得益于這些數(shù)據(jù)，萊丁的團隊發(fā)現(xiàn)，自1871年以來，鸚鵡喙的表面積增加了4%到10%。此外，通過對博物館蝙蝠標本（包括館藏歷史達65年的標本）的分析，該團隊發(fā)現(xiàn)，自20世紀50年代以來，蝙蝠的翅膀尺寸增加了1%以上。

研究人員稱，動物的這種形態(tài)改變是有道理的。在生物學上有一個著名的“伯格曼法則”，即生活在寒冷氣候中的動物通常比那些赤道附近的動物體型更大、皮毛更厚，以便更好地保存體內(nèi)熱量。該法則以19世紀生物學家卡爾·伯格曼的名字命名，他于1847年首次描述了這種生物現(xiàn)象。30年后，另一位生物學家喬爾·阿薩夫·艾倫進一步拓展了這一概念，他指出，適應寒冷氣候的動物，附肢更短——這樣可以有效防止熱量散失。根據(jù)類似的體溫調(diào)節(jié)原理可知，炎熱氣候中的恒溫動物，附肢會變得更大（相對于自身體型來說）。

更大的附肢意味著可以生成更大的血管系統(tǒng)，從而加速血液循環(huán)，更多地釋放出身體的熱量。萊丁解釋道：“根據(jù)艾倫法則，這意味著當動物將血液泵入某個附肢時，會有更大的表面積幫助散熱。”這大致與公寓暖氣片的工作原理類似：表面積更大的暖氣片會向房間釋放更多的熱量。

喙、耳朵、尾巴，以及翅膀等較大的附肢都能幫動物散熱。在鸚鵡的熱成像照片上可以看到，它們的喙和爪子都發(fā)出了亮黃色的光，那就是喙和爪子釋放出的熱量。

大象通過扇動耳朵來散熱。

熱成像照片顯示，鸚鵡通過喙和爪子釋放熱量。

萊丁的團隊還同時進行了各種實地研究。其中一項研究持續(xù)記錄了2003—2011年間加拉帕戈斯群島雀類喙的變化。研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著氣溫的升高，雀的喙變大了。“加拉帕戈斯群島的雀類會根據(jù)前一年的氣溫來增大它們的喙，變化的幅度會有差異。”萊丁說。團隊的另一組數(shù)據(jù)來自歐洲兔子，這些兔子被帶到澳大利亞后，生活在不同的氣候區(qū)。隨著時間的推移，那些生活在較熱地區(qū)的兔子長出了更長的耳朵。萊丁說：“這是一個非常有趣的例子，說明動物被引入其他地區(qū)后，能對環(huán)境溫度的差異作出反應。”

研究小組還發(fā)現(xiàn)，在溫度更高的實驗室環(huán)境中長大的日本鵪鶉，比典型棲息地長大的鵪鶉的喙更長，它們僅需一代的時間就能適應環(huán)境變化。同理，在實驗室長大的老鼠，尾巴更長。萊丁指出，這比在博物館及實地研究中發(fā)現(xiàn)的變形所需時間要短得多，這表明動物確實可以非常迅速地適應環(huán)境。

然而，研究人員不確定這種變形能否算是一個好的現(xiàn)象。“很難說后果是什么。”溫格說，“這取決于這些適應性改變能否與其他環(huán)境變化保持同步，以及會對覓食和躲避捕食者產(chǎn)生怎樣的影響。”

如果較大的耳朵或喙可以幫助動物散熱，避免它們中暑或死亡，那就是一件好事。但有的變化可能會干擾某些動物的覓食能力。例如，對于以花蜜為食的鳥類來說，擁有小而窄的喙很重要。萊丁說：“如果一只蜂鳥的喙越來越寬，它可能會因為喙太大而無法有效地吸食花蜜，汲取營養(yǎng)。”這會導致它營養(yǎng)不良。因此，萊丁認為，變形并不意味著動物能很好地應對氣候變化，這只是表明動物正通過進化來承受氣候變化的后果。從長遠來看，我們尚不清楚這對動物的生存和繁衍是否有益。

喙變大可能會影響蜂鳥吸食花蜜。

生活在較熱地區(qū)的歐洲兔子長出了更長的耳朵。

變形并不意味著動物能很好地應對氣候變化，這只是表明動物正通過進化來承受氣候變化的后果。

但有一點可以肯定的是，未來氣溫的升高將使更多的動物成為變形者。北卡羅來納大學威明頓分校的進化生態(tài)學家雷蒙德·丹納認為，“變形”這個說法不僅恰如其分而且生動。丹納沒有參與這項研究，但做過類似工作。他說：“‘變形一詞很好地展現(xiàn)出，動物是怎樣隨著時間的推移對環(huán)境挑戰(zhàn)作出反應的。”他補充說，與這個主題有關(guān)的證據(jù)越來越多，萊丁團隊的研究很好地整合了相關(guān)數(shù)據(jù)。“也許更重要的是，她的團隊展示了如何通過重新分析數(shù)據(jù)集來設(shè)計研究，從而讓我們更好地了解未來的動物變形情況。”

[編譯自美國《史密森尼》]

編輯：馬果娜