气候危机加剧，野生动物还能“适者生存”吗？

30周年 ▪ 一路有你

给我们加个 “星标★”关注呗

*本文转载自公众号“大蕾的生活实验室”

原文标题：《嘿！你知道野生动物是如何适应气候变化的吗？》

作者：“动物进化论”小组（玲珑计划三期伙伴）

视频：『绿色昆明』提供

图片：网络

“不是最强壮，也不是最聪明，而是最适合的才能生存。”——利昂·梅金森

自19世纪以来，人类已经向大气中排放了大量的温室气体。目前全球温度比工业化前的水平高出 1.1°C，如果不加控制有可能超过2℃、3℃甚至更高。当全球平均升温幅度控制在2℃以内时，人类社会还能够通过采取措施进行适应。

气候变化不仅和人类息息相关，也同样影响着生活在地球上的野生动物朋友们。要想适应极端天气带来的这些变化，它们会怎么做呢？

今天是“世界野生动物植物日”，让我们跟着玲珑计划三期伙伴“动物进化论”小组一探究竟吧。

01

气候变化对野生动物的影响

气候变化对不同纬度地区的不同降雨量、蒸发量、气温和极端天气带来了极大的影响。进一步也会影响到生态系统的稳定性和野生动物种群的兴衰。气候变化对野生动物的影响主要有以下几点：

① 气候变化影响野生动物的生境

生境是生物生活的空间及其全部生态因子的总和，包括光照、温度、水分、空气、食物、天敌等。南北两极、热带、海岸、湿地等地带的生境都会因气候变化而发生改变。

以北极为例，有模型预测，到2070-2090年，如果全球气温将升高1.7°C，而北极将升高4-7°C，这将带来冰川融化、植物增加、生物量增加和动物的食物增加。

② 气候变化影响野生动物分布

温度升高影响了动物生存的环境因子的改变，从而迫使动物重新分布。移动力较强的动物随气温的升高分布趋向南北移动，或者是向更高纬度移动。

Global map of animal migration. (Photo: CMS)

③ 气候变化影响野生动物的物候

物候是生物发育节律与自然周期相协调的现象。譬如鸟类产卵、昆虫孵化、动物迁徙、植物开花等，都与气温、降水、湿度、光照有关。这些因素容易受气候变化的影响。

目前，随着全球气候变化，温度升高使野生动物的物候发生了改变，物候期提前。几乎所有的蝴蝶，随着气温升高，羽化时间提前；两栖动物和候鸟迁徙、产卵的时间也随着气候变暖的时间提前。

④ 气候变化影响野生动物的繁殖

动物在繁殖期对气候最为敏感，微小的气候变化都可能影响到其繁殖的成功率。这种影响有可能是正向的，也有可能是负面的。

比如，阿拉斯加是北美驯鹿繁殖地，气候变暖使该地区牧草返青提前，驯鹿受孕区预产期提前，幼鹿成活率提高；但北极的野鸭在干旱年份筑巢的欲望明显降低，气候变化会导致其繁殖率降低。

02

野生动物如何适应气候变化

动物在面临气候变化时会出现什么改变呢？为了避免环境恶化可能导致的物种减少或灭绝，他们会调整自身，改变其身体和行为以利更好地适应自然环境，或在新条件下生存。

而适应、进化和迁徙是动物适应气候变化的主要表现。其中，适应和进化这两个概念较容易产生混淆。

适应是指较短期且可逆的形体改变，例如怀孕的北极熊在冬天到来前会增加脂肪，帮助它们度过寒冬。

进化则是在遗传基因上出现了巨大变化，比如长颈鹿为了吃到更高处的树叶而产生适应，在基因代代相传后出现了我们今天所见到的拥有长脖子的长颈鹿。

那么既然气候变化主要跟温室气体造成升温有关，想探究动物的形态改变，或许就该先了解跟“温度”有关的著名动物学法则——“伯格曼法则”和“艾伦法则”。

• “伯格曼法则”指出同种类的恒温动物体形会随着生活地区纬度或海拔的增加而变大。其逻辑是建立在随着动物体形的增大，相对体表面积变小，从而导致体表散热比率变小，因此得以相对容易保存热量来适应寒冷。举例来说，生活在北极地区的北极熊，体型就比温带地区的棕熊更大。

• “艾伦法则”则认为在恒温动物中, 同种的个体或近缘异种之间， 生活在高纬度寒冷地区的会比在温暖环境的物种具有更短的四肢或突出。主要理论是动物会透过减少表面积来降低体表散热，例如在北极的狐狸有相较温带地区狐狸更短的鼻子和耳朵。

03

动物的形态适应

那么动物在形态上的变化究竟会有哪些呢？一篇发表于《生态与演化趋势》（Trends in Ecology and Evolution）的研究发现，自1871年起，许多澳洲鹦鹉的鸟喙大小增加了4 ～10％，显示了气温与动物变化的关系。

对于鸟类来说鸟喙可以充当“散热器”，使其保持凉爽，避免脱水。有研究发现生活在更热、更干燥条件下的麻雀有更大的喙，这让它们能够更好地散热，从而节约了水。这项研究也解释了气候可能会直接影响鸟类的生活。随着全球气温升高，鸟类将更难适应环境。

Image above: Infrared images of eastern and Atlantic song sparrows. Eastern (A) and Atlantic (B–D) song sparrows were imaged at ambient temperatures of 15 (A), 21 (B), 29 (C), and 37°C (D).

另外，透过对鸟类死亡样本进行躯干大小统计后发现，鸟类受到全球暖化的影响主要集中在体型、喙部、四肢、耳朵等附肢。其为了更有效的散热，型体会出现缩小、附肢增大和翅翼增长的倾向。

其他物种变化的例子同样显示了热量对动物的影响。例如，木鼠进化出长尾巴；中鼩鼱的尾巴和下肢越来越长；热带的蝙蝠翅膀更大等等。

04

动物的行为适应

动物的行为适应又有哪些呢？动物和鸟类的迁徙被认为是一种行为适应，冬眠也是行为适应。

彼得罗夫研究了1969年的历史数据，并确定由于气候变化和人类压力，野生驯鹿的分布和迁徙模式正在发生变化。驯鹿已经向东移动，远离人类活动。同时，在夏季，牛群正在往更北、海拔更高的地方迁徙，这可能是为了避免气温升高和蚊子数量增加。

Taimyr reindeer in northern Russia, summer of 2003.    Credits: Leonid Kolpashchikov

泰梅尔驯鹿现在不得不在冬季和夏季之间长途跋涉，这导致了更高的幼崽死亡率。预计到本世纪末，驯鹿将从其目前栖息地的大部分地区消失。

BBC 报导指出，1970年起，超过 40% 的物种出现栖息地扩张的情况，只有约 10% 的物种栖息地缩减。

英国蜻蜓协会（BDS）研究发现，居住在相对低纬度的帝王蜻蜓（Emperor Dragonfly）和小红眼豆娘（Small Red-eyed Damselfly）等品种出现栖息地往高纬度扩张的情况，而原本生存在较寒冷的高地或高纬地区的蜻蜓则出现栖息地退缩的情况。

关于动物的行为适应还有很多其他的例子。比如：

与30年前相比，旱獭提前三周结束冬眠；加拿大红松鼠的繁殖时间提前了18天左右；赤狐正在向北扩散，侵占了它们的近亲通常占据的领地；北美福勒蟾蜍的繁殖时间比十年前晚了六天；今天的北极熊比20年前更瘦，更不健康......

结语

气候变化正使全球很多物种面临生存挑战。尽管大多数动物会通过“自我调节”来适应环境变化，但它们的适应能力总体上还是赶不上气候变化的速度。所以了解野生动物如何应对气候变化非常重要，但是减少温室气体排放，防止全球变暖才是保护它们的最佳方式。

【参考文献】

[1] 彭少麟、李勤奋、任海，全球气候变化对野生动物的影响.生态学报. 2022：7，vol22,No.7

[2] 马瑞俊、蒋志刚，全球气候变化对野生动物的影响.生态学报. 2005:11，Vol.25,No.11

[3] Kate Midena. Shape-shifting animals tell the story of climate change, review finds ABC Science. 8 Sep 2021. 

https://www.abc.net.au/news/science/2021-09-08/shape-shifting-animals-tell-story-of-climate-change/100443044.

[4] Sara Ryding et al., Shape-shifting: changing animal morphologies as a response to climatic warming, Trends in Ecology & Evolution, 2021.

[5] New study determines bill sixe in birds varies according to climate in animals, Science & Nature.30 July 2012. 

https://insider.si.edu/2012/07/smithsonian-scientists-explain-bill-size-variation-of-birds-in-different-habitats/

[6] 林志怡. 暖化影响生态、物种进化、栖地改变. https://anntw.com/articles/20210908-FKXg.2021-09-08.

[7] The State of Dragonflies in Britain and Ireland 2021 report. 

https://british-dragonflies.org.uk/state-of-dragonflies-2021-report-press-release/

[8] Byju’s. Adaptation And Habitats. 

https://byjus.com/biology/adaptation-and-habitats/.

[9] What Satellites Can Tell Us About How Animals Will Fare in a Changing Climate.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/how-animals-will-fare-in-a-changing-climate.

#玲珑计划伙伴专栏# 第三期持续更新中：

回顾阅读#玲珑计划伙伴专栏# 第一期、第二期请点击这里。

此外，我们的伙伴机构“阿拉善SEE珠江项目中心”也正在通过有趣的漫画进行关于温室效应和全球变暖的科普，欢迎阅读：

合作伙伴

特别致谢

感谢能源基金会、北京险峰公益基金会、社区伙伴和自然之友月捐人对本项目的支持和对公民气候行动的大力支持。

最近微信公众号又双叒叕改版了，没有加 “星标★”的订阅号，读者收到的推送仅有标题和小图（甚至有可能长时间收不到该号的最新推送）。

如果您希望每天都能第一时间看到自然之友的最新动态、不错过我们的每一篇文章，现在就请按照以下步骤星标★我们吧：