动物通过什么方法来适应气温变化

动物通过什么方法来适应气温变化
动物通过什么方法来适应气温变化

动物通过什么方法来适应气温变化
进化.改变生活习性或者改变身体结构.
例如,2003年,两份报告证实,超过100种的物种的活动范围正以每10年4英里的速度向北迁移,还有几千个物种迁徙或繁殖的时间比一个世纪前提前了几天至几周.（网易新闻http://news.163.com/09/1207/10/5PU4PU55000125LI_2.html）
为了适应气候变暖,野生动物们正在被迫改变饮食、习性,甚至基因构成.
作为阿拉斯加普拉德霍湾油田的安全官员,比尔·彼得森负责记录一切不同寻常的事情.一个11月的傍晚,当他看见一只红狐狸追着一只北极狐时,伸手拿起了旁边的数码摄像机.小巧、浑身雪白的北极狐经常在油田边出没,尤其是冬季,当猎物变得稀少,它们不得不从人类的垃圾箱里觅食.最近,彼得森和他的同事们开始看到体型更大更长的红狐.这些红狐通常居住在阿拉斯加苔原南部森林里.有时,彼得森看见北极狐被红狐从垃圾堆边赶走.
但这一次似乎有所不同.彼得森看到红狐穷追不舍,一直追到一个停车场.两只狐狸开始扭打成一团,彼得森打开了摄像机.北极狐被压在下面,对比个头大它一倍的攻击者又咬又踢.红狐花了10秒钟才找到下嘴的目标,朝北极狐肩上狠狠咬下,猛烈撕扯,然后叼着断气的猎物离开停车场,找了一块雪地,开始大餐.彼得森的录像辗转被阿拉斯加大学北极生物研究所获得,是第一次被记录在案的红狐猎食它的小亲戚的事件.但这也许不会是最后一次.录像拍摄于2004年.之后,生物学家埃里希·福尔曼和同事内森·潘普林又采访了其他油田工人.他们报告曾目睹类似事件.
显然,红狐的栖息疆域大大地向北延伸,福尔曼说,全球变暖可能是罪魁祸首.“1976年,我就来过阿拉斯加北坡,”他解释说,“33年前,10℃或20℃在那里是闻所未闻的,即使是夏天.现在,20℃并不罕见.33年前,北坡很少见到红狐.”
努力适应
在科学家证实气候变暖正在改变动物的觅食场所和时间之后又过了几年.2003年,两份报告证实,超过100种的物种的活动范围正以每10年4英里的速度向北迁移,还有几千个物种迁徙或繁殖的时间比一个世纪前提前了几天至几周.
动物们适应气候变化的方式各不相同.因此,那些活动范围变化的物种可能给那些留守的动物造成麻烦.同样的,活动周期的变化会让动物们错过它们赖以为生的植物.
来自世界各地的新研究报告显示,这些差错正在导致新一轮的动物行为变化.“我们这里已经看到了一种模式,”得克萨斯大学的生物学家卡米尔·帕梅尔桑说,“第一轮变化是活动范围和生活周期的变化.现在我们发现,为了适应新的环境,动物的饮食和行为也在发生改变.不幸的是,在很多情况下这些改变只是绝望之举并非真正的适应.”
“看那些已经上了濒危物种名单的动物.它们多数是挑剔生存环境的‘专家’,有着特殊的需求,但是由于人类活动,它们的栖息地发生变化.加上气候变化的压力,可能真正将它们逼入绝境.”显然,一些新的动物习性更有火上浇油的效果.比如红狐的食谱上增加北极狐就是一个例子.由于北极冰盖的大面积融化,北极狐已经失去了冬季捕食物的地方,导致它们的捕猎范围缩小.也切断了它们的逃生路径.“当冬季结冰时间越来越迟,而春季冰雪融化的时间变早,北极狐无法尽早逃出红狐的猎食区域.
如履薄冰
冰盖的融化给北极熊造成了更大麻烦.因为,4月至5月,环斑海豹在冰上生产.它们是北极熊的主要卡路里和脂肪来源,保证它们能度过猎物稀少的夏季.加拿大野生动物局的生物学家伊恩·斯特林说,“过去30年,冰盖破裂的时间提前了3周,这意味着,每年都有许多瘦骨嶙峋,饥俄得晕头转向的北极熊上岸觅食.”
这迫使大量北极熊进入爱斯基摩人的村镇和捕猎场.与此同时,每年春天,第一批南移的北极熊正遇上北极鹅和北极鸭的产卵季节.一些科学家怀疑,正因为这样,北极熊的食谱上偶尔充当零食的鸟蛋变成了主食.“过去五六年里,这个现象日益严重.”美国自然历史博物馆的雪鹅专家罗伯特·洛克菲勒说.
爱吃蛋的北极熊多了,雪鹅的群落因此也在发生变化.罗克韦尔迟疑地说,“但是这也许反而是一件好事,“1969年,马尼托巴省拉彼鲁兹湾的雪鹅群一共有2500对育龄夫妇.”他解释说,“现在已经超过5万对.”鸟类数量的膨胀可能是因为冬季栖息地遍布玉米和谷物,让觅食变得越来越容易.“许多人把这些鸟视为美丽景观.但问题是,北极的生态环境非常脆弱.这家伙正在破坏它的平衡.”
雪鹅的产卵时间也跟着全球变暖而提前,但北极熊上岸觅食的时间更加提早.目前,北极熊上岸时正赶上雪鹅产卵期末.如果按照目前趋势,罗克韦尔估计,4年后,北极熊上岸时将正赶上雪鹅产卵期中间,将进一步帮助控制雪鹅数量.
更具争议性的是罗克韦尔的另一个观点.他提出,新的食物源(鸟蛋)可能帮助拯救北极熊,使它们免于灭绝.北极熊专家对这一观点嗤之以鼻.“一头成年北极熊需要吃43头环斑海豹或者等价热量的食物才能支撑一年.”斯特林说,“几只鸟蛋根本不够它们塞牙缝.”
应对变化
也有少数的动物显然已经适应了气候变暖,至少就目前看来是这样.在英国,大山雀似乎就适应良好.这些招人喜爱的鸟儿冬季产卵时间提早,和毛毛虫(幼鸟主食)提前出现的时间正好吻合.相比50年前,英国大山雀产下第一批鸟蛋的时间提前了约两个星期.牛津大学的生态学家本·谢尔顿说,大山雀产卵的时间和毛毛虫出现的时间似乎都和气温有着密切联系.
但是,在北海对岸的荷兰,大山雀却过得不太好.它们的产卵时间也有所提前,但还是不够.因此,小鸟最需要食物的时期和毛毛虫数量最多的时期正好错过,相隔9天.荷兰生态研究院的马塞尔·维瑟说,这就导致它们国家的大山雀大多一年只能产一次卵,两次产卵变得日益罕见.上世纪50年代,多数荷兰大山雀每个繁殖季节会产两窝蛋.现在,二次产蛋的鸟的数量不足5%.维瑟发现,只有当母鸟的第一窝小鸟食物充足的情况下,它才会再次产卵.谢尔顿和维瑟正在合作研究,是什么导致的动物无法充分适应气候变化.
基因革命
生物学家用“行为可塑性”一词形容动物的适应弹性.然而,许多生存本能已经牢固地写入了动物的基因.对许多物种,白昼的长短会刺激迁徙、交配、冬眠等活动.许多昆虫和无脊椎动物也受生物程序控制,依靠固定的外部刺激决定吃什么,在那里产卵.帕梅尔桑说,“要改变这些行为,需要改变它们的基因构成.”
研究者发现,有些物种的基因已经因此改变.比如生活在美国西海岸的一种棋盘斑点蝴蝶(Edith’scheckersot).上世纪90年代,帕梅尔桑发现这种蝴蝶的活动范围向北移动,这是气候变暖对动物影响的最早迹象之一.这种带黑白斑纹的橙色蝴蝶对温度非常敏感.车前草等植物在炎热气候下干枯死亡,导致许多蝴蝶幼虫没有成年就夭折.
1996年,帕梅尔桑发现,南方生活的这种斑点蝴蝶的数量急剧减少,消失了3/4.其中一种生活在南加州和墨西哥的亚种Quino斑点蝴蝶已经濒临灭绝.帕梅尔桑指着一张地图说,“Q uino注定灭绝.它们无法向北迁徙.因为北面是沙漠.”
7年后,帕梅尔桑听说新的Q uino蝴蝶出现在圣迭戈东部的圣哈辛托山脚,在蝴蝶的历史活动范围之外.“它们没有往北,”她说,“而是选择了向高海拔迁徙.”为适应气候变暖,物种迁移到更高的山并非新闻.但让人吃惊的是,它们甚至换来一种寄生植物.
“这可能代表一种基因革命.”帕梅尔桑说.因为蝴蝶改换寄生植物意味着不止一两个基因的改变.这些基因决定了它们对宿主的偏好,或者说把卵产在某种植物上的本能.其他必要的基因变化还可能包括产卵的数量,这要取决于植物能为幼虫提供的营养和庇护能力.有时,幼虫还需要产生新的酶以对付新植物分泌的天然杀虫剂.
昆虫和其他生命周期短,繁殖后代数量众多的物种最容易进行迅速的适应性基因变化.这并不是说,鸟类甚至哺乳动物中就没有例外.比如育空红松鼠.上世纪90年代,生物学家阿尔伯塔大学的生物学家斯坦·布廷领导的研究团发现,雌红松鼠生产的平均日期比它们的祖母早了18天.变化的部分原因可能归结于气候变暖使春季和食物提早出现.进一步研究发现,那些具有提前生产基因的雌松鼠在交配时具有优势.当然,红松鼠惊人的繁殖能力也起到一定作用.用布廷的话说就是,“像它们那样疯狂地生产宝宝有助于散播成功的遗传特征.”
不幸的是,多数物种的繁殖周期要长得多,而气候变化的速度远远超过它们的适应速度.因此,它们的生存取决于人类的行动.我们需要减少温室气体的排放,延缓气候变暖速度；我们需要加强环境保护,让动物栖息地不会轻易受到气候变化的影响.