蝴蝶如何應對氣候變化

張沁檸

長尾藍蝶（也叫“亮灰蝶”），因其翅膀上拖著細長的“尾巴”、身上泛著藍色的熒光而得名。在非洲和歐洲南部長尾藍蝶很常見，但它很少冒險到英國那么遙遠的地方去。自1859年科學家在英國南部海岸首次發(fā)現(xiàn)長尾藍蝶以來，大部分時間里每年也只有幾十只被發(fā)現(xiàn)。但在最近大約十年里，英國南部夏末出現(xiàn)了越來越多的長尾藍蝶。例如，在2019年，幾名園丁在花園里發(fā)現(xiàn)了50多只長尾藍蝶成蟲及數(shù)百枚卵。這令蝴蝶愛好者們激動不已，但對于自然保護主義者來說，這不是件好事。蝴蝶已經(jīng)受到由人類活動導致的氣候變暖影響，這非常令人擔憂。雖然長尾藍蝶可以通過擴大活動范圍來減少氣候變暖帶來的負面影響，但絕大多數(shù)野生動物卻無法這么做。

長尾藍蝶的向北遷徙讓我們重新思考：人類活動給動物帶來了一些什么影響？動物能夠應對這些影響嗎？科學家認為，觀察蝴蝶是回答這些問題的最好方法之一，因為生命周期短暫、自身又很脆弱的蝴蝶具有獨特的啟示意義。為了適應不斷變暖的環(huán)境。蝴蝶發(fā)生了哪些變化？從它們身上，我們能否看到氣候變化怎樣從整體上影響生物多樣性？

近10年，英國南部夏末出現(xiàn)了越來越多的長尾藍蝶。

蝴蝶提供線索

事實上，蝴蝶也無法輕松應對氣候變化，全世界蝴蝶的種群數(shù)量在急劇減少。在英國，長尾藍蝶出現(xiàn)前，大多數(shù)本國蝴蝶的數(shù)量已經(jīng)持續(xù)大幅減少。凡是有可靠數(shù)據(jù)記錄的地方，都出現(xiàn)了類似情況。例如，自1890年以來，荷蘭的蝴蝶數(shù)量減少了80%以上，美國有26種蝴蝶瀕臨滅絕，這在很大程度上是由于棲息地面積減少和大量使用殺蟲劑。現(xiàn)在，氣候變化也在威脅蝴蝶生存。從惡劣天氣到植物生命周期改變，這一系列可能由氣候變化引發(fā)的錯綜復雜的影響，使人們難以破譯任何特定物種衰退的原因。然而，蝴蝶為探索這個謎團提供了線索。

相對于其他昆蟲，人類對蝴蝶具有較為詳盡的記錄資料。長期以來，科學家和一些蝴蝶愛好者都在收集關于蝴蝶來來去去的資料。因此，蝴蝶可以作為因氣候變化造成的影響的早期指示器。通過對它們的研究，我們發(fā)現(xiàn)了人類導致的全球變暖正在發(fā)生的第一個跡象。這個跡象告訴我們，哪些物種可能有能力適應全球變暖的變化。

自20世紀80年代以來，在加拿大，虎鳳蝶和東方虎鳳蝶分布的區(qū)域已向北移動了40千米。

對全球變暖引發(fā)的最明顯的反應之一，就是物種從赤道遷移到更冷的兩極。作為依靠氣候來調(diào)節(jié)體溫的冷血動物，蝴蝶對氣候變暖很敏感。它們短暫而復雜的生命歷程，也讓它們對氣候變化的反應能很快顯現(xiàn)出來。這種快速反應賦予了它們比大多數(shù)動物更強的適應能力。許多種類的蝴蝶每年都不止繁殖一代，因此與壽命較長的哺乳動物或鳥類相比，蝴蝶承受著被快速淘汰的壓力。不過，蝴蝶豐富的多樣性、多種生命形態(tài)和多樣化的生態(tài)位，為它們應對環(huán)境變化提供了更多的機會。

蝴蝶是受氣候變化影響較為敏感的昆蟲代表，而長尾藍蝶向北遷徙絕非這方面唯一的例子。最近一項研究表明：自20世紀80年代以來，加拿大虎鳳蝶和東方虎鳳蝶分布的區(qū)域已向北移動了40千米，其他種類的蝴蝶也在向高海拔地區(qū)遷徙。隨著氣候變暖，高海拔地區(qū)的氣溫給它們提供了更適合的溫度。

已經(jīng)無處可逃

那些適應寒冷的蝴蝶物種已經(jīng)遷徙到更高海拔地域安家，但之后它們也將無處可去。可以說，它們正被推到滅絕的邊緣。例如紅眼蝶，它是一種生活在英國和蘇格蘭北部地區(qū)的山地物種，喜寒冷潮濕的環(huán)境，紅眼蝶的這種特殊習性決定了它們只能在特定環(huán)境中生長、繁殖。過去人們曾在海拔200米的地區(qū)發(fā)現(xiàn)過它們，而現(xiàn)在它們已經(jīng)被迫遷徙到海拔500米、600米甚至更高的地方。但英國最高的山峰也不過海拔1000余米，因此留給這個物種的生存空間已經(jīng)不多，將來它們可能會因為氣候變暖而滅絕。

實際上，世界各地的蝴蝶都容易受到氣候變化的影響。隨著氣溫上升，很多蝴蝶會在一年中提早出現(xiàn)。2019年，科學家在分析了130種蝴蝶后發(fā)現(xiàn)：隨著氣溫上升，那些每年有多個繁殖周期的蝴蝶種類在自己喜歡的棲息地仍具有一定的適應性，但那些依賴特定種類、數(shù)量有限的植物來喂養(yǎng)幼蟲的蝴蝶種類則可能遭遇滅頂之災。這是因為早熟會導致它們的繁殖時間與寄主植物的生長周期不同步。

紅眼蝶已經(jīng)被迫迂徙到海拔500米、600米甚至更高的地方。

生活在英國的紅邊小灰蝶也開始吃天竺葵。

不過，有的蝴蝶種類也能找到新的生態(tài)位。例如，歐洲大陸的紅邊小灰蝶幼蟲主要以天竺葵為食，但在英國它們更喜歡以巖薔薇為食。此前人們認為，出現(xiàn)在英國的這些紅邊小灰蝶已經(jīng)演化成一個特化亞種，和歐洲大陸的同類不再是同一個物種。但隨著氣候持續(xù)變暖，人們發(fā)現(xiàn)，生活在英國的紅邊小灰蝶也開始吃天竺葵。

科學家認為，植物本身并不是影響物種特化的重要原因，植物創(chuàng)造的微氣候反而更加重要——天竺葵能夠創(chuàng)造一片更涼爽的棲息地。英國紅邊小灰蝶開始吃天竺葵這個現(xiàn)象，引出了一個有趣的問題：是什么引發(fā)了物種特化？某些物種特化的關鍵原因并非是寄主植物的特性，而是這些植物能夠提供什么樣的棲息環(huán)境。也就是說。植物創(chuàng)造的棲息地微氣候增強了這些物種對抗氣候變化的能力。

以進化應對氣候變化

相對于改變習性和棲息地，蝴蝶能否通過進化來應對氣候變化呢？科學家發(fā)現(xiàn)，如果自然選擇壓力足夠大，那么進化的腳步就會很快。許多昆蟲都證明了這點。因此，科學家相信蝴蝶也具有這種適應能力。但這很難得到驗證，因為我們需要用前幾十年里的實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)在的數(shù)據(jù)進行對比，看看蝴蝶的性狀隨時間而發(fā)生的改變。

盡管如此，科學家在對北美落基山脈蝴蝶的研究工作中還是發(fā)現(xiàn)了黃粉蝶的進化現(xiàn)象。2020年初，他們重復了1971年的一項實驗：研究蝴蝶翅膀的色素沉積。他們發(fā)現(xiàn)，在過去的49年里，這些蝴蝶不僅進化出了顏色更淡的翅膀，而且進化出了根據(jù)蛹期環(huán)境溫度不同來調(diào)整翅膀顏色的能力，這兩種能力都能幫助它們更好地應對氣候變化。

然而，這并不代表蝴蝶的進化速度可以一直跟得上氣候變化的腳步，否則就不會有滅絕的種類了。事實上，快速進化只會發(fā)生在那些繁殖周期短、速度快的物種身上。科學家發(fā)現(xiàn)，那些對棲息地和寄主植物不挑剔的物種，特別是一年繁殖一次以上的物種，最能在短期內(nèi)應對氣候變化。同時，面對氣候變化時，即使一些蝴蝶可以找到新的環(huán)境，也會因它們的生命周期與它們的寄主植物的生長周期不同步而受到影響。試想，如果購物中心和商業(yè)街失去各有特色的獨立商店。只剩少數(shù)幾家模式一樣的連鎖店，那么商圈就會變得越來越單調(diào)。生物圈也是這個道理，以前承載著各種物種的生態(tài)系統(tǒng)將變得越來越同質(zhì)化。因此，氣候變化最終可能會導致珍貴的稀有物種滅絕，而常見的物種數(shù)量不斷增加，豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)會變得越來越單一。

在過去的49年里，黃粉蝶不僅進化出了顏色更淡的翅膀，而且進化出了根據(jù)蛹期環(huán)境溫度不同來調(diào)整翅膀顏色的能力。

從長遠來看，即使是適應能力強也不能迅速應對氣候變化。科學家發(fā)現(xiàn)，從地理位置看，隨著氣溫升高，蝴蝶所在的海拔與它們實際上應該上升到的高度并不一致，主要原因是已經(jīng)沒有可以讓它們上升到的更高海拔的棲息地。因此，除了大幅減少碳排放以減緩全球變暖的速度外，我們只能盡可能保護和擴大各種自然保護區(qū)，建立物種豐富、大型、穩(wěn)定的棲息地網(wǎng)絡，讓蝴蝶找到自己的棲息地。