气候变暖导致极地繁殖候鸟体型变小

红腹滨鹬惯于在极地的冰雪之中孵化鸟卵,这是为了让它们的后代的出生时间与昆虫数量的高峰期一致。但是在气候急速变暖的情况下,红腹滨鹬很难及时提前自己对后代的孵化时间
红腹滨鹬惯于在极地的冰雪之中孵化鸟卵,这是为了让它们的后代的出生时间与昆虫数量的高峰期一致。但是在气候急速变暖的情况下,红腹滨鹬很难及时提前自己对后代的孵化时间

红腹滨鹬Canutus 亚种(Calidris canutuscanutus 每年在苔原带的繁殖地和非洲的越冬地之间迁徙。一个国际研究团队发现,出生在较为温暖的年份的滨鹬身体更小,因为它们出壳时间与食物高峰期不匹配。当这些体型较小的个体飞至非洲的越冬地时,它们的生存率又会因为喙部较短、不能取食到埋在泥滩较深处的高质量贝类而降低。这一过程也许会让红腹滨鹬向着体型更小、喙部更长的方向演化。

气候变化导致动物体型变小

近期人们发现了动物体型缩小的现象。但由于这一现象出现在多种动物类群中,科学家们认为这是对温暖气候的普遍反应。关于这一现象产生的原因,迄今为止有两种假说:一种认为小的体型更有利于散热;另一则强调是气候的迅速变化导致动物不能在合适的时间找到足够的食物,而幼年时期营养不良导致了体型的缩小。

只有喙部足够长的个体才能吃到足够的优质双壳类食物,而其他个体需要以表层海草为食
只有喙部足够长的个体才能吃到足够的优质双壳类食物,而其他个体需要以表层海草为食

极地动物体型变化更快?

极地是温度变化最大的区域,因此,这里的动物出现明显的体型变化也就不足为奇了。然而,很多极地动物都有迁徙的习性,它们在低纬度、特别是热带地区度过非繁殖季,这可能会减弱气候变化带来的影响。

发表在5月13日 Science 上一篇关于红腹滨鹬的论文的第一作者荷兰皇家海洋研究所(NIOZ Royal Netherland)的 JanVan Gils 解释道:“红腹滨鹬是繁殖地最北的鸟类之一,以迁徙距离长著称。Canutus 亚种在俄罗斯的北泰米尔繁殖,在热带海岸生态系统(例如西非的毛里塔尼亚)越冬。卫星图片显示,在过去的33年,红腹滨鹬的繁殖地的融雪时间平均每年提早了半天,也就是说的在30几年内一共提前了2周多。融雪提前也就导致了昆虫数量的高峰期提前,而昆虫是这些鸟类在极地最主要的食物。在较为温暖的年份,我们在波罗地海岸带捕捉到红腹滨鹬幼鸟体型更小、喙部更短。”

虽然红腹滨鹬繁殖期也有所提前,但只达到气候提前程度的一半。

 

喙部变短的代价

一旦当年孵化的滨鹬到达了西非,喙部较短的个体就处于劣势:它们的存活率仅有那些个体较大滨鹬的一半。

现在的红腹滨鹬(左)和预测出的将来红腹滨鹬(右):身体较小,但是喙部长度保持相对稳定
现在的红腹滨鹬(左)和预测出的将来红腹滨鹬(右):身体较小,但是喙部长度保持相对稳定

Van Gils说:“出现这一现象的原因很明确:只有那些喙部足够长个体才能吃到深埋在泥滩里的双壳类。而喙部较短的个体只能以营养差得多的海藻和劣质软体动物为食。新生个体的低存活率显然是导致红腹滨鹬种群下降的原因之一。

不仅是大小,还有比例

相对于身体,较长的喙部对于获取食物更加重要,这会导致它们身体比例的变化。现在,红腹滨鹬体型变小,而自然选择会淘汰那些喙部较短的个体,所以生存率较高的会是那些相对于身体来说喙部较长的个体。

an Van Gils总结道:“个体小的个体死亡率更高,因此我们认为这不是一种生态适应,更可能是幼年阶段的食物不匹配(trophic mismatch) 导致了红腹滨鹬现在的体型变化,它们出生的时间晚于食物的高峰期。我们推测,极地繁殖的其他鸟类也有可能出现类似的体型缩小,身体比例变化以及种群下降等。这是一种亟待关注的生态现象。

论文链接:http://dx.doi.org/10.1126/science.aad6351

(据微信公众号“科研圈” 和NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research)

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