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气候变化:亚马孙地区鸟类进化得更小,翅膀变得更长

2021-11-17 17:47

来源:国家地理|114人参与|0评论

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大多数人看来,亚马孙雨林是未被人类涉足的很原始的地方,但即使在那里,气候变化的影响也已经显现。为应对气候变化,该地区许多敏感的鸟类物种已经开始进化。

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歌鹪鹩

这只歌鹪鹩(musician wren)以其独特的声音而闻名,它是亚马孙雨林中受气候变化影响的众多留鸟之一。研究人员分析了1979年至2019年收集到的77个物种的数据。在此期间,该地区的平均气温上升,降水量下降。照片来源:PHILIP STOUFFER, LSU

撰文:LIZ LANGLEY

在大多数人看来,亚马孙雨林是未被人类涉足的很原始的地方,但即使在那里,气候变化的影响也已经显现。现在有研究表明,为应对气候变化,该地区许多敏感的鸟类物种已经开始进化

之前的研究发现,作为世界上最大的雨林,在未受人类干扰的亚马孙雨林中,一些鸟类的数量正在减少,这可能与气候变化有关。新的研究调查了40年来的鸟类物种数据,发现随着亚马孙旱季越来越热、越来越干燥,一些物种的身体似乎正在发生变化。

白冠侏儒鸟

白冠侏儒鸟(white-crowned manakin)是研究中的非迁徙鸟类之一。自1980年以来,近一半的白冠侏儒鸟出现体重下降,部分原因是对于小型鸟类来说,这样可能更容易保持凉爽。可获得的食物较少可能也是一个因素。照片来源:CAMERON RUTT, LSU

鸟类通常被认为是前哨种——这意味着它们能代表一个生态系统的整体健康状况——所以科学家们对它们如何应对气候变化特别感兴趣。遗憾的是,它们带来的消息并不乐观。美国奥杜邦学会2019年的一份报告发现,如果气候变暖按目前的趋势发展下去,到2100年,北美超过三分之二的鸟类将成为易危物种。

在新的研究中,研究人员收集了迄今为止关于亚马孙留鸟的最大数据集,涵盖了从1979年到2019年的77个非迁徙物种。他们于11月12日在《科学进展》(Science Advances)期刊上发表报告称,自1980年以来,36个物种的体重大幅下降,每十年减重的幅度高达自身体重的2%。与此同时,所有物种的平均体重均有所下降,三分之一的物种翅膀变长。

研究期间,该地区的平均气温上升,降水量下降。气温在雨季上升了1°C,旱季上升了1.65°C。雨季降水量增加了13%,但在旱季降水量减少了15%,导致整体气候更热、更干燥。

研究人员表示,这样的气候变化与鸟类体型的变化相重叠,更干燥的气候进一步解释了这些变化。

“这是一篇基于40年的数据完成的论文,很有价值,类似的研究在热带地区几乎是闻所未闻的,”美国国家地理探险家摄影师、美国盐湖城犹他大学生物科学学院的鸟类学家Cagan Sekercioglu在电子邮件中说道。

由于这项研究的“时间序列长,样本容量大,作者们能详尽描述气候变化对常驻热带鸟类的形态影响”,Sekercioglu说道,他并未参与这项研究。

从战斗机到滑翔机

研究人员将重点放在留鸟,这就排除了造成身体变化的某些因素,比如暴露在不同的栖息地。研究中的鸟类一生都在雨林的林下叶层度过,就在树冠之下,所以栖息地退化这个因素也被排除了。

那么,为什么鸟类会进化出更小的身体和更长的翅膀呢?

研究人员目前也不确定翅膀长度的变化会给鸟类带来什么好处,但较小的鸟类可能更容易保持凉爽。一般来说,较小的动物体表面积与身体大小的比值更大,所以它们比大动物散热更快。在干燥的天气里,水果或昆虫等食物的减少可能也会导致体型变小。

与飞机比较后,或许就能找到它们进化出较长翅膀的原因了,领导这项新研究的加州蓝湖综合生态研究中心的生态学家Vitek Jirinec说道。

“想想战斗机,”Jirinec说道。“它很重,机翼很短,必须飞得非常快才能在空中停留,所以它会消耗大量的能量。而滑翔机几乎不用动力就能在高空滑翔,因为它有长长的机翼,而且很轻。”

Sekercioglu发现翅膀长度的影响非常惊人,这强调了在其他热带地区进行更多研究的必要性,以了解留鸟如何以及为何用更长的翅膀来应对气候变化。

棕顶蚁鸫

一位研究人员正在检查一只棕顶蚁鸫(rUFOus-capped antthrush)的翅膀。自1980年以来,研究中三分之一的物种都长出了更长的翅膀。一种解释是,较长的翅膀更易于滑翔,减少了飞行中消耗的能量。照片来源:VITEK JIRINEC, LSU

这些结果与2020年10月发表在《生态学通讯》的有关近地和地栖雨林鸟类的发现相呼应。该论文由路易斯安那州立大学的鸟类生态学家Philip Stouffer主导完成,他自1991年以来一直在研究亚马孙的鸟类。

Stouffer和团队的多数研究人员都是史密森尼学会森林碎片生物动力学项目的成员,该项目主要研究雨林环境的碎片化。2008年,Stouffer和学生们注意到,他们看到的鸟与几年前数据收集中的鸟并不一样。他们决定开始收集上世纪80年代收集的同类型鸟类数据,以便比较温度、降水和鸟类数量随时间的变化。

Sekercioglu表示,Jirinec及其同事们的工作“是少数有关气候变化对热带留鸟影响的研究之一”。

“由于世界上大多数鸟类学家和研究基金都集中在温带的发达国家,所以关于热带留鸟的研究要少得多,而世界上的鸟类绝大多数都是热带留鸟”Sekercioglu说道。

在其他为数不多的对热带鸟类的长期研究中,Sekercioglu和同事Bill Newmark(盐湖城犹他州自然历史博物馆的研究馆长和保护生物学家)回顾了22个物种30年来的数据,发现随着温度的升高,种群增长出现下降。

树冠之下的另一个故事

大多数人可能认为艳丽的金刚鹦鹉和其他五颜六色的物种是雨林鸟类的代表,但实际上大多数雨林鸟类没有明显特征,且羽色单调,比如蚁八色鸟、蚁鸫、蚁鸟和刮叶雀等,Jirinec说道。这些鸟是“未受人类干扰的亚马孙地区的真正象征,它们对森林干扰高度敏感。”

以蚁八色鸟为例,“它看起来就像一颗踩在高跷上的蛋”,还有歌鹪鹩,外形娇小,就像一个土色的羽绒球,却有着浑厚的、令人难以忘怀的歌声,它们都经过几代的进化才有了更长的翅膀和更小的身体。

为什么一只小而敏感的雨林鸟的微小身体变化会如此重要呢?Jirinec指出,我们的行为会造成一些后果,有时我们自己看不到——比如改变了地球另一端动物的大小和形状。

“我们认为亚马孙流域是陆地生物多样性的象征,这是一个神秘的地方,充满了生命力,没有人涉足,”Jirinec说道。“但现在看来未必如此。

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