動(dòng)物“變形”應(yīng)對(duì)氣候變化

□文/張佳欣

氣候變化不僅是人類需要面對(duì)的問題，動(dòng)物也必須適應(yīng)它

從進(jìn)化論的角度出發(fā)，動(dòng)物會(huì)為了適應(yīng)環(huán)境而讓身體的某些器官及其功能發(fā)生變化。這種變化的過程，也就是我們所說的進(jìn)化。當(dāng)然，這樣的進(jìn)化過程，從理論上來說，應(yīng)該都是十分漫長(zhǎng)的。就像我們?nèi)祟悘乃淖阈凶哌M(jìn)化到直立行走，少說也用了幾百萬年的時(shí)間。然而，就在最近，科學(xué)家們卻意外地發(fā)現(xiàn)，一些恒溫動(dòng)物正在朝著更大的嘴、翅膀和耳朵進(jìn)化并且這樣的進(jìn)化還是在近百年的“短時(shí)間”內(nèi)進(jìn)行的！這究竟是怎么回事呢？

越來越大的鳥喙

近日發(fā)表在《生態(tài)與進(jìn)化趨勢(shì)》雜志上的研究顯示，一些恒溫動(dòng)物的體形正在發(fā)生變化，這可能是為了更好地適應(yīng)氣候變化。隨著地球變暖，動(dòng)物的嘴、腿和耳朵的尺寸越來越大，這讓它們能夠更好地調(diào)節(jié)體溫，其中鳥類受到的影響最大。

研究提到，科學(xué)家觀察了30多種動(dòng)物，它們的附肢大小變化不一，其中變化最大的是一些澳大利亞鸚鵡物種，自1871年以來，它們的喙平均增大4%～10%，與每年的夏季溫度呈正相關(guān)。同時(shí)，對(duì)北美黑眼鹟（一種小型鳴禽）的研究表明，在寒冷環(huán)境中，喙的大小增加與短期極端溫度之間存在聯(lián)系。研究人員還報(bào)告說，姬鼠的尾巴長(zhǎng)度在增加，鼩鼱的尾巴和腿的尺寸也在增加。

隨著氣候變暖，紅冠鳳頭鸚鵡的喙變得越來越大

穆拉加鸚鵡的喙也變得越來越大

對(duì)鳥類來說，喙是沒有羽毛覆蓋的器官，因此散熱性能出色，于是成為重要的熱量交換區(qū)；而哺乳動(dòng)物的耳朵、尾巴和腿，如果沒被毛皮覆蓋，也以同樣原理發(fā)揮著溫度調(diào)控作用。

加拉帕戈斯雀的熱成像顯示，它正通過喙和腿散發(fā)熱量

當(dāng)體溫過熱時(shí)，鳥類和哺乳動(dòng)物會(huì)分別使用喙和耳朵來散發(fā)熱量。歷史上，氣候溫暖時(shí)期，一些生物進(jìn)化出更大的喙或耳朵，以便更容易地散熱。隨著氣候變暖，這些差異變得更加顯著。如果動(dòng)物無法控制體溫，它們可能會(huì)因?yàn)檫^熱而死亡。

該研究論文作者、澳大利亞迪肯大學(xué)研究員薩拉·萊丁說：“我們也不知道恒溫動(dòng)物的‘變形’是否真的有助于生存，但這種‘變形’現(xiàn)象不應(yīng)被視為是積極的變化。令人震驚的是，氣候變化推動(dòng)動(dòng)物在如此短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)化成這樣。”

鼩鼱是世界上最小的哺乳動(dòng)物

耳朵也在變大

雖然科學(xué)家們表示很難將氣候變化確定為恒溫動(dòng)物“變形”的唯一原因，但氣候變化是此項(xiàng)研究在不同地理區(qū)域和不同物種間的共同點(diǎn)。其實(shí)，科學(xué)家們很早就發(fā)現(xiàn)生活在非洲的大象耳朵最長(zhǎng)可達(dá)1.5米，比生活在亞洲的大象耳朵更大，據(jù)此猜測(cè)其中最重要的原因之一就是非洲氣候更加炎熱，大耳朵的散熱功效更好。

這篇論文認(rèn)為，隨著氣候變暖，恒溫動(dòng)物的“變形”很可能會(huì)繼續(xù)下去。文中指出：“與氣候變化相關(guān)的氣溫升高可能會(huì)影響動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)等。全球變暖、氣溫升高，這可能會(huì)選擇那些尺寸更大、散熱效率更高的附肢；而在寒冷氣候中，附肢的表面積過大將不利動(dòng)物保溫了。”作為氣候變化的一部分，氣溫的升高可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物選擇更大的附肢，以促進(jìn)有效散熱。“到目前為止，我們看到的附肢增長(zhǎng)還相當(dāng)小，不到10%，所以這種變化不太可能立即引起注意。”萊丁說，“然而，耳朵等突出的部分預(yù)計(jì)還會(huì)增長(zhǎng)，所以在不遠(yuǎn)的將來，我們可能會(huì)有一個(gè)真實(shí)版的小飛象。”

未來的溫度上升將會(huì)使更多的動(dòng)物“變形”，“變形”這個(gè)詞很好地展示了動(dòng)物如何隨著時(shí)間推移而對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)作出反應(yīng)。更大的附屬體允許更多的血管生長(zhǎng)，帶來更多的血液，從而驅(qū)散更多的體溫。依據(jù)艾倫法則，隨著動(dòng)物附屬體表面積逐漸增大，對(duì)動(dòng)物而言，意味著當(dāng)血液泵入特定的附屬體時(shí)，熱量可能流失的表面積也將增大。

翅膀也會(huì)越來越大

科學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)，在溫暖的氣候條件下，蝙蝠翅膀的尺寸也在增加。科學(xué)家們拿博物館收藏了65年的前圓葉蝙蝠標(biāo)本進(jìn)行比對(duì)，通過比較得出結(jié)論——從20世紀(jì)50年代開始，蝙蝠的翅膀表面積增加了1.5%。雖然變化的幅度不大，但是這樣的變化的確肉眼可見。

隨著氣候變暖，蝙蝠的翅膀越來越大

萊丁計(jì)劃對(duì)博物館中過去百年間的鳥類標(biāo)本進(jìn)行3D掃描，借此直接調(diào)查澳洲鳥類的身體“變形”情況，以了解哪些鳥類因氣候變化而改變了附肢的大小。“很多時(shí)候，當(dāng)媒體討論氣候變化時(shí)，人們都在問‘人類能克服這個(gè)問題嗎’或者‘什么技術(shù)可以解決這個(gè)問題’。現(xiàn)在是我們認(rèn)識(shí)到動(dòng)物也必須適應(yīng)這些變化的時(shí)候了，但氣候變化發(fā)生得比大多數(shù)進(jìn)化都要快。我們?cè)斐傻臍夂蜃兓o它們帶來了很大的壓力，有些物種會(huì)適應(yīng)，有的卻不會(huì)。例如，對(duì)以花蜜為食的鳥類而言，小而窄的喙是非常重要的。如果蜂鳥的喙變得越來越寬，可能會(huì)無法獲取花朵的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而導(dǎo)致蜂鳥營(yíng)養(yǎng)不良”。

目前，科學(xué)家們尚不清楚動(dòng)物還有無其他方式的適應(yīng)性變化，例如進(jìn)食方式的改變。未來，科學(xué)家們還將繼續(xù)研究這一點(diǎn)。

文章來源：《科技日?qǐng)?bào)》