氣候 變暖會讓動物縮小嗎？

復仇者聯(lián)盟

有報道說，在動物王國，從魚類到兩棲類、爬蟲類、鳥類和哺乳類，體型都在變小。譬如，北極熊是當今最大的陸生食肉動物。雄性北極熊一般體重400千克，少數(shù)能達600千克。但在最近的20年里，它們已經(jīng)不再長那么大了。大的變小，小的變得更小，這一現(xiàn)象正引起生物學家的高度關注，因為動物體型的變化，會牽涉覓食、逃避敵害、尋找配偶等一系列行為的改變，從而影響到整個地球生物圈。那么，為什么會發(fā)生這一變化？這一趨勢會持續(xù)嗎？但科學家又發(fā)現(xiàn)，氣候變暖會使一些爬行動物變大，這究竟又是為什么呢？

體型小，散熱快

問題的答案涉及德國動物學家克里斯廷·伯格曼的一項發(fā)現(xiàn)。1847年他發(fā)現(xiàn)，在哺乳類和鳥類的近親物種中，生活在較冷地區(qū)的一般體型較大。比如同樣是虎，東北虎就比華南虎大。伯格曼解釋，這個現(xiàn)象與動物的表面積和體積有關。因動物身體產(chǎn)熱與體積成正比，而散熱卻只與表面積成正比，這樣，動物體型越小，表面積與體積之比就越大，散熱就越快，寒冷時就越不容易保持體溫。生活在較暖地區(qū)的動物，需要更快地散熱，所以體型需要小些，而生活在寒冷地帶的動物，需要保持體溫，所以體型需要大些。這后來被稱為“伯格曼法則”。

伯格曼法則的一個自然推論就是：當全球氣候變暖的時候，固定生活于一個地區(qū)的動物們就會傾向于長得更小。所以逐漸變暖的氣候，就相當于讓動物們縮小的神奇藥水。

氣溫升高，動物變小

這一變化在蘇格蘭野生綿羊身上確實發(fā)生了?，F(xiàn)在蘇格蘭地區(qū)冬天氣候越來越暖了，導致野生綿羊的平均體型下降。

許多鳥類的身體也在縮小。例如，生態(tài)學家拿8種澳大利亞小型鳥類與博物館里1950年前后采集的同類型標本比較，發(fā)現(xiàn)有4種體型下降了。這些鳥都是留鳥，不會遷徙，它們對氣候變暖做出的反應是縮小體型。

不過這種變化都很小，在蘇格蘭野生綿羊的例子中，體型大約只縮小了0.5%。這點變化看起來微不足道，但考慮到全球氣溫迄今升高還不到1℃，而且野生動物還沒有足夠的時間對此做出反應。如果氣溫升高得多一些，時間跨度長一些，那會怎樣呢？

要回答這一問題，我們還得求助于歷史。與今天的氣候變暖最相近的是5600萬年前一段高溫期，那時全球氣溫升高了5～10℃，后來才緩慢降下來（當然這個升溫過程持續(xù)了數(shù)萬年，而不是短短幾百年）。

在這一時期，許多哺乳動物的體型都縮小了，等氣溫下降之后才得以恢復，甚至變得更大。比如，生活在今天美國懷俄明州盆地里的幾種野馬，那時的體型只有現(xiàn)在的貓那般大。比升溫前縮小了30%，待到降溫之后，體型不僅得到了復原，還比沒有縮小前大了近70%。

冷血動物面臨的特殊挑戰(zhàn)

改變體型的不僅僅是溫血的脊椎動物。在美國懷俄明州的同一個地區(qū)，科學家發(fā)現(xiàn)生活在土壤中的無脊椎動物體型也縮小了。對于冷血動物，包括無脊椎動物，更暖的氣候還會帶來一些特殊的挑戰(zhàn)。

首先，當氣候變暖，它們的生理機能發(fā)育會比以前快，比如性成熟就早一些，所以冷血動物會更快地進入成年。身體的生長速度跟不上生理機能的發(fā)育速度，即體型還沒長大，就已經(jīng)成年定型了，所以體型縮小了。

其次是新陳代謝帶來的問題。冷血動物的新陳代謝速度嚴重依賴于環(huán)境的溫度，這看起來是個優(yōu)勢，溫度高可以讓它們更加活躍，但也有重大缺陷。新陳代謝更快意味著要消耗更多的能量，它們必須吃得更多。但當天氣變熱，它們不得不花更多的時間躲在陰涼處，以免身體過熱，花在覓食上的時間反而少了。所以，在這種情況下，體型就會變小。這可以解釋為何一些兩棲類和爬蟲類一直在縮小。

魚也將變小。它們面臨雙重困境：水溫的上升將加速它們的新陳代謝，這需要更多的氧氣，但在溫度更高的水里，氧氣的溶解度反而下降了。結果，它們不得不縮小體型來減少氧氣的消耗。

氣候變暖使爬行動物變大

但是一項最新研究的成果認為：更溫暖的氣候將造就體型更小的哺乳動物，但卻會讓爬行動物變得更大。在大約5500萬年前氣溫達到頂峰時，當時的馬體型縮小到今天家貓那樣的大小，蛇卻曾經(jīng)和馬一樣大?？茖W家找到了距今6000萬年前的龜類化石，其大小與一張早餐餐桌相當，他們還找到了一種名為“泰坦巨蟒”的巨型蛇類化石，其體長幾乎與一輛公交車接近。蛇類、龜類以及很多其他爬行動物都需要依靠環(huán)境來調節(jié)身體溫度，這些動物被稱作“冷血動物”。

幾乎所有的爬行動物都是冷血的——這意味著它們的體溫不是固定的，而是隨著外界溫度的改變而改變。氣溫較低時它們難以獲得正常生理活動所需的體能，而高溫天氣有利于它們獲得像哺乳動物那樣的體溫，這樣可以增強它們活動的體能。

在2億多年前，地球大部分地區(qū)都十分炎熱且濕潤，從南極到北極都是熱帶地區(qū)，除了一些沙漠和荒漠之外，大部分地區(qū)都被熱帶雨林所覆蓋。在這樣一種情況下，爬行動物迅速繁殖且體型不斷變大，恐龍開始統(tǒng)治地球。

動物變小比變大更容易

科學家對哺乳動物的進化進行研究的結果顯示，由老鼠般大小變?yōu)榇笙蟀愦笮⌒枰?jīng)歷2400萬代。相反的是，體型變小比變大要快速得多，從大象變?yōu)橘逑笾唤?jīng)歷了10萬代，這一速度是與侏儒象相似的體型變大為大象體型速度的十分之一。研究者總共統(tǒng)計了7000萬年以內來自不同大洲的28類哺乳動物（包括大象、靈長類和鯨魚）的體型大小，從而得出變小比變大要快速。