世界不思議

老鼠身體越來越小!是氣候變化和城市化導致的嗎?

依據一項數據充分但又富有爭議的原理——伯格曼定律,物種在寒冷氣候環境體型會越來越大,而在較暖和氣候環境中會越來越小,由於近代人類活動導致全球氣候升溫,是否會導致哺乳動物體型越來越小呢?
發表在近期出版在《科學報告》雜誌的一項最新研究分析了北美鹿鼠70年以來的生存記錄,鹿鼠是美國最常見的哺乳動物之一,也是北美博物館樣本採集和調查記錄最詳實、完整的囓齒類動物。
出乎意料的是,研究人員發現近年隨著時間的推移,鹿鼠群體體型逐漸變小,但該趨勢可能與氣候或者人口密度變化無關,人口密度是城市化發展的一個重要指標。另一項驚人發現表明,近年來,體型較大的鹿鼠種類變得越來越小,則體型較小的鹿鼠種類卻變得越來越大。
研究報告合著作者、美國佛羅里達州自然歷史博物館生物信息館館長羅伯特·古拉爾尼克說:“最令人興奮的是該項研究仍有未解謎團——鹿鼠似乎隨著時間推移變得越來越小,但似乎該現象與氣候變化和城市化發展沒有直接聯繫,其他哺乳動物也存在此類現象嗎?”

為什麼要研究動物體型趨勢呢?體型對於溫血動物而言是一個特別重要的生理特徵,因為它有助於維持適當體溫從而確保新陳代謝和熱量傳遞等生物功能。
研究報告合著作者、北卡羅來納大學格林斯博羅分校助理教授布萊恩·麥克林說:“即使是鹿鼠這樣的小型哺乳動物,體重微妙變化也會對其體能平衡優化產生重要影響。”
相對於身體體積而言,體型較大動物體表釋放熱量的面積較小,因此它們比小型動物更能適應寒冷氣候,這也是伯格曼定律的熱力學基礎,因為體型會影響體溫調節,所以體型的變化會影響動物對氣候變化的適應能力。
為了研究鹿鼠體型與空間、時間、氣候和人口密度之間的關係,古拉爾尼克和同事從3個機構獲得數據資源:博物館樣本、北美小型哺乳動物普查庫和“霓虹燈”國家生態觀測網絡。基於這些資料,他們動用美國境內數千名研究人員分析過去70年裡測量的鹿鼠體長和質量數據,最終結果怎樣呢?他們將這些數據稱為洞察鹿鼠近年歷史變化的“時間機器”,詳實的數據能深入分析鹿鼠發生的諸多變化,同時,這也是首個結合已發表調查數據和博物館收藏數據的哺乳動物體型趨勢研究。
古拉爾尼克說:“我認為沒有人能像我們這樣,將博物館數據與‘霓虹燈’國家生態觀測網絡的歷史觀測數據結合起來,目前我們獲得了全面詳細的數據集,這是一種非常新穎奇特的方式,可以看到體型大小是如何隨時間和空間發生變化。”
研究結果表明,生活在寒冷氣候下的鹿鼠通常身體更長,擁有較大的身體表面積,這與伯格曼定律相符。隨著環境溫度的變化,鹿鼠的體重逐漸降低,這也符合研究人員的推測,他們猜測隨著降雨量增多,鹿鼠體重會增加,因為降雨量增多增大了覓食資源,然而它們的體重降低了。

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研究人員分析了從1945年到2015年的鹿鼠的大小記錄,以10年為單位進行彩色圓點標記
研究表明生活在城市環境的鹿鼠情況更複雜:城鎮地區明顯比郊區農村更暖和,這一現象被稱為城市熱島效應。依據伯格曼定律,生活在城市的鹿鼠體型應當更小,從而起到避暑的作用。但是由於人類的食物和垃圾在城市中大量存在,鹿鼠可以通過利用這種不斷供應的食物長得更大。
數據表明,隨著人口密度增大,鹿鼠種群趨向於體重不變而體長變小,這可能意味著城市熱島效應勝過城市豐富食物資源產生的好處,或者簡單地說,體長變小的鹿鼠更容易躲避人類。
令研究人員感到不解的是,如果將老鼠體重從這些這些因素分離出來,他們會注意到,隨著時間的推移,它們的體重普遍降低,意味著氣候和城市化在影響鹿鼠體型方面的作用可能更加複雜。
古拉爾尼克說:“初步來看,這是一項非常有趣的實驗,但迄今我們仍不知道是何種因素導致鹿鼠體重降低,下步研究小組將注意力轉向分析所有哺乳動物的體型變化。未來地球哺乳動物體型將發生怎樣變化?我們洞悉這一點的最佳方式就是觀察歷史數據。博物館等機構的數據資料為我們提供對鹿鼠全面詳細的認知,體型是一個非常重要的變量,數百萬份歷史標本可以直接體現該數據變化情況。”

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