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体型的变化并没有反映出与这些特定的时期有关

  在蝾螈这类两栖动物身上,科学家已经发现体型缩小会一代代地传递下去。美国马里兰大学帕克分校的环境科学家卡伦·利普斯(Karen Lips)认为,如果阿巴拉契亚山脉的一个地区气候变暖了,住在那里的蝾螈觉得更热了,代谢率也就增加了,它们需要吃更多的东西才能保持平时常见的体型。但是,如果它们在新的气候条件下得不到足够的食物,体重就会降低。同时,体型较小的两栖动物繁衍的后代也更少,或是生下数量类似但体型更小的后代。因此,在更温暖的环境中,动物的体型或许会随着时间的推移而缩水,或许会出现种群数量减少。
 
  捕捞也是元凶?
 
  对于某些动物体型“缩水”,至少还存在另一个竞争性的解释。人类正在捕捉和食用个体偏大的动物。比如,当人类捕走大部分体型较大的鱼,很有可能会减少整个种群的基因库中与大体型相关的基因数量。存活下来并继续繁殖的动物,它们很可能携带着小体型性状的基因。英国阿伯丁大学的环境科学家艾伦·R·波德龙(Alan R。 Baudron)说:“在捕捉较大体型的鱼时,人类能给鱼类带来了演化压力,迫使它们变得更小。”
 
  然而波德龙指出,这种过度捕捞理论存在漏洞。2014年,他和同事在《全球变化生物学》上发表的论文显示,从1970年开始(到之后的39年里),北海中的多种鱼类,如黑线鳕鱼、鲱鱼和鲽鱼,都变得越来越小。当然,这些物种在不同的地点都遭遇了严重的捕捞压力。黑线鳕鱼曾在20世纪70年代到80年代之间被大量捕捞,而鲽鱼则是20世纪90年代渔网捕捞的目标之一。然而,体型的变化并没有反映出与这些特定的时期有关联。如果过度捕捞特定种群,确实会导致鱼体变小,那人们应该可以预期这两种鱼之间存在个体的交叉变化。为什么会存在这种联系?早在19世纪,德国生物学家卡尔·贝格曼(Carl Bergmann)就提出,这可能和调节身体热量所需的能耗相关。他发现,生活在更高纬度、更冷环境下的温血动物要比生活在更靠近赤道地区的哺乳动物体型更大,体表面积与体重比则相对更小。比如,两极地区就不存在类似长颈鹿那种纤细的脖子,或是类似鸵鸟的那种大长腿。贝格曼推测,如果哺乳动物体表面积与体积比变小,就更容易帮它们节约身体的热量。但是这种观点并不能解释在昆虫、鱼类和其他非哺乳动物身上发现的变化。
 
  对多种动物进行实验后,科学家发现了另一种更完整的解释:体型上的萎缩可能与动物代谢,以及与之相关的食物需求有关。研究人员发现,如果把多种动物的年轻个体放入更温暖的环境中,这些动物先会快速生长,然后提早进入成熟期。最终,个体在成熟后的体型要比在凉爽的环境中成长出的小。2012年,英国利物浦大学的演化生物学家安德鲁·赫斯特(Andrew Hirst)及其同事发表了一篇涵盖了169种水生、陆生动物的大型实验分析,其中就揭示了成熟度和环境温度之间的关系。他们发现,温度更高时,90%的动物在达到成熟时体型都会更小。赫斯特表示:“这种现象实在太普遍了。”
 
  成熟时间和新陈代谢紧密相关,而新陈代谢会随温度上升而增加。新陈代谢是一种化学反应,澳大利亚詹姆斯·库克大学的海洋生物学家温妮莎·梅斯默(Vanessa Messmer)就说,“在温度较高的环境下,化学反应的速率要大于较低环境温度下的反应。”她和同事们最近在实验中研究了不同大小的珊瑚礁鱼类的代谢,试图观察这个过程是如何随温度的变化而发生变化的。2017年发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)的结果显示:当水温从28.5℃升高至33℃时,某种鱼类的最大代谢率可以增加44倍。实验还证明,在较高的温度下,小鱼能比大鱼更好地调节新陈代谢,这就为小鱼带来了生存优势。
 
  新陈代谢更快就意味着生物需要更多的食物,如果动物不能获得新陈代谢所需的营养,就不得不在生长和繁殖之间分配这些稀缺的能量。而选择繁殖的一方往往能胜出,毕竟这意味着物种的延续。因此,动物会在体型很小的情况下成熟,并进行繁殖。另外,随着温度上升,也可能对进食带来负面影响。当温度高于15℃至20℃时,阿尔卑斯山羊会感到非常不适,从而减少觅食时间。鸟类会利用大喘气来散发多余的热量,这会加剧进食的难度。澳大利亚国立大学的生物学家珍妮特·加德纳(Janet Gardner)解释说,“你无法有效觅食,保持凉爽付出的能量还可能多于你通过进食实际获得的能量。此时,体重减轻,身体状况不佳的成年个体又可能会生下更小的后代。”
 
  
点击次数:  更新时间2018-07-01  【打印此页】  【关闭

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