19世纪的一项声明引发了21世纪关于气候变暖将如何改变动物的争论。从19世纪初开始,生物学家发现了多种描述温度对生态和进化影响的“规则”。其中一条规则认为,在炎热的气候下,动物有更大的附属物(耳朵、喙),以帮助散热。另一种说法是,在任何动物群体中,体型最大的动物通常居住在靠近极地的地方——想想高耸在中纬度棕熊之上的北极熊——因为较大的身体有助于保存热量。
Gloger法则是以德国生物学家Constantin Gloger的名字命名的,杏3沐鸣平台该法则认为,生活在温暖地区的动物外表颜色较深,而生活在寒冷地区的动物外表颜色较浅。在哺乳动物中,深色的皮肤和毛发被认为可以保护它们免受紫外线的伤害,而紫外线在阳光充足的赤道地区更为充足。在鸟类中,深色羽毛中特殊的黑色素似乎能抵抗细菌的侵扰,这在热带地区的有盖培养皿中是一个优势。
早在今年7月,中国地质大学的李天和布里斯托尔大学的迈克尔·本顿重新燃起了人们对这些已被遗忘的规律的兴趣,当时这两位古生物学家用它们来预测气候变化可能会如何改变动物的身体。除此之外,他们依靠Gloger法则提出,随着地球变暖,大多数动物会变黑。很简单。
但《当代生物学》(Current Biology)杂志上一系列反反复复的文章(包括本月发表的两篇)表明,其他生物学家认为这个问题还远未解决。“我有点吃惊,”卡斯帕·德尔莱(Kaspar Delhey)说。他是一名鸟类学家,住在澳大利亚,在德国的马克斯·普朗克鸟类研究所远程工作。“我想,‘还有更多的工作要做。’”
德里在过去几年里发起了一场运动,推翻Gloger的规则,用更准确的东西取代它。他说,“它一直被困惑所包围”,部分原因是格洛格在1833年出版的那本书中列出了他的数据,“写得非常密集和糟糕。”
本月早些时候,Delhey和三位同事在《当代生物学》上发表了对Tian和Benton的回应。他们的主要不满是Gloger的规则将温度和湿度混为一谈了。潮湿的环境使植物生长茂盛,为躲避捕食者提供了荫蔽。因此,动物在潮湿的地方往往颜色更深,以伪装自己。Delhey说,许多温暖的地方是潮湿的,但凉爽、潮湿的森林,比如塔斯马尼亚的森林,往往有最黑的鸟类。
Delhey认为,如果你控制湿度,Gloger的规则就会被推翻,头部变暖会导致动物变轻。他说,这对冷血动物来说尤其如此。昆虫和爬行动物依赖外部热源,在寒冷的地方,它们黑暗的外表有助于吸收阳光。在温暖的气候中,这种限制就会放松,它们最终会变轻。Delhey称之为“热黑变假说”。
田和本顿说,他们欢迎美方的澄清。然而,在回应Delhey小组时,他们引用了一些案例,证明他们对温暖气候下深色动物的预测是正确的。芬兰的黄褐色猫头鹰要么是黄褐色的,要么是浅灰色的,灰色可以作为抵御雪的伪装。但随着芬兰积雪的减少,黄褐色猫头鹰的数量从20世纪60年代初的12%增加到2010年的40%。
但他们也承认,当温度和湿度都发生变化时,对气候驱动的颜色效应的预测就变得特别棘手。气候模型预测,沐鸣平台亚马逊将变得越来越热、越来越干燥,各方一致认为这将减轻动物的颜色。但西伯利亚的寒带森林可能会变得更热更潮湿,在这种情况下,温度和湿度的预测会发生冲突。本顿说,与物理或化学不同,生物定律“不是绝对的”。它不像重力。”
即使总体趋势不变,也很难预测单个物种将如何变化。西雅图华盛顿大学的生物学家劳伦·巴克利(Lauren Buckley)对高海拔地区的蝴蝶颜色进行了研究。蝴蝶通过晒太阳来吸收热量,但实际上只有翅膀下方的一小部分吸收了热量。“如果你不知道这一点,”她指出,“你可以量化机翼顶部的各种奇异颜色,实际上这并不重要。总之,“我们需要全面思考生物体是如何与环境相互作用的。”
颜色的变化也可能取决于动物的温度调节系统——冷血动物变得更轻,鸟类和哺乳动物表现出更广泛的结果。为了改进预测,巴克利建议使用博物馆标本来拓宽时间框架,尽管它们的颜色会随着时间的推移而褪色。田教授计划用甲壳虫和软体动物的温热水箱进行实验,积极尝试诱导颜色的变化。
唉,随着地球温度的升高,科学家们可能很快就会有更多的数据来处理这个问题。如果全球变暖真的变得可怕,随着栖息地和物种的消失,即使是最久经考验的生态地理规则也可能变得毫无意义。Delhey承认,不管科学多么有趣,“这确实让人感到悲伤。”