全球變暖帶來“物候不匹配”

陳軼翔

隨著全球氣候的變化，研究季節(jié)對動(dòng)植物影響的科學(xué)家有了一個(gè)新的術(shù)語——物候不匹配。

每當(dāng)霜凍消融，春天來臨，北半球的樹木開始長出綠芽，剛破繭而出的毛毛蟲吞食著樹葉沙沙作響，蜜蜂和蝴蝶忙著為花朵授粉，而候鳥也會(huì)離開南半球，飛到數(shù)千千米之外的北方去產(chǎn)卵和覓食昆蟲。

然而，全球變暖正在改變著這一節(jié)奏。世界上一些地區(qū)的春天比幾十年前提前幾個(gè)星期到來，但并非所有物種都能以同樣的節(jié)奏適應(yīng)氣候變化，有些物種逐漸出現(xiàn)不一致的步調(diào)。

春天提前到來，斑姬鹟還沒準(zhǔn)備好出發(fā)

每年春天，斑姬鹟都嚴(yán)格按照時(shí)間表進(jìn)行活動(dòng)。它們從非洲的越冬地向北飛到數(shù)千千米之外的歐洲去產(chǎn)卵，以趕上冬蛾毛蟲的出現(xiàn)。每年春天有幾周的時(shí)間，冬蛾毛蟲都會(huì)出來啄食嫩綠的橡樹葉子。

通過精準(zhǔn)計(jì)時(shí)，斑姬鹟可以確保雛鳥孵出時(shí)，周圍有足夠的食物。但隨著春天氣溫的升高，橡樹新葉長出的時(shí)間提前了，而一些地區(qū)毛毛蟲出現(xiàn)的高峰甚至提前了兩個(gè)星期。但很多斑姬鹟似乎仍然按照所在地的白晝長度安排自己離開非洲的時(shí)間，并未準(zhǔn)時(shí)到達(dá)歐洲享用它們的春季美餐。

科學(xué)家后來發(fā)現(xiàn)，在荷蘭的部分地區(qū)，毛毛蟲出現(xiàn)的高峰提前的時(shí)間較多，相應(yīng)地，斑姬鹟的數(shù)量也大幅減少。格羅寧根大學(xué)的生態(tài)學(xué)家克里斯蒂安·博特說：“這是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，表明這種不匹配會(huì)對種群產(chǎn)生真正的影響。”

鳥類過早筑起的窩很容易被農(nóng)耕毀壞

氣候變化不僅僅會(huì)導(dǎo)致物種錯(cuò)過重要的窗口期。在某些情況下，溫暖天氣的提前到來可能會(huì)導(dǎo)致更大的危險(xiǎn)。

例如在芬蘭，鳳頭麥雞和白腰杓鷸通常在農(nóng)民春播之后，才在麥田里筑起自己的窩。但隨著氣溫的升高，這些鳥如今越來越多地在農(nóng)民尚未播種之前就筑巢產(chǎn)卵，這意味著它們隱蔽的巢穴很有可能被拖拉機(jī)和其他機(jī)械破壞。

研究人員對38年以來的觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，為了應(yīng)對氣候變暖，芬蘭農(nóng)民將播種的時(shí)間提前了一周，但這些鳥類的產(chǎn)卵時(shí)間提前了兩三周。芬蘭自然歷史博物館的博士后研究員安德里亞·桑杰里是這項(xiàng)研究的主要成員，他表示：“這就造成了物候不匹配，我們將會(huì)看到這些鳥類種群數(shù)量的下降?！?h3> 雪兔來不及更換自己的保護(hù)色

氣候變化造成的不匹配不只發(fā)生在春季。在冬天，雪兔為了偽裝自己，皮毛已經(jīng)從褐色演變成白色。然而，隨著地球變暖，覆蓋在雪兔棲息地的積雪融化得更快，這使它們更容易受到捕食者的傷害。

蒙大拿大學(xué)的野生生物學(xué)教授斯科特·米爾斯研究了偽裝的不匹配對雪兔等物種的影響。他說：“偽裝對動(dòng)物的存活至關(guān)重要?！?/p>

雪兔為了適應(yīng)冬季嚴(yán)寒的雪地生活環(huán)境，冬天毛色變白，夏天毛色變深，多呈赤褐色。

米爾斯博士和同事們發(fā)現(xiàn)，如果雪兔的偽裝不匹配持續(xù)1周的時(shí)間，那么它被猞猁這樣的捕食者殺死的概率就要高7%。

目前，雪兔的偽裝不匹配只有一兩周的時(shí)間。但米爾斯博士表示，到21世紀(jì)中葉可能會(huì)延長到8周。他說：“如果這種情況發(fā)生，雪兔就會(huì)開始從數(shù)量減少走向滅絕?！?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2018/12/04/qkimagesdzxydzxy201824dzxy20182431-1-l.jpg"/>

不過對于雪兔來說，還是有一些好消息的。以前人們認(rèn)為進(jìn)化需要數(shù)百萬年的時(shí)間，但科學(xué)家現(xiàn)在認(rèn)為，像雪兔這樣適應(yīng)性很強(qiáng)的動(dòng)物可以在5代～10代的時(shí)間內(nèi)完成進(jìn)化，特別是雪兔種群受到保護(hù)的話。米爾斯說：“這確實(shí)讓我們看到了希望——物候不匹配的物種并非一定會(huì)滅絕?！?h3> 北美馴鹿未能趕上自己的美餐

格陵蘭西部的北美馴鹿嚴(yán)格遵循季節(jié)性飲食。在冬天，它們吃的是沿海岸分布的地衣。在春天和夏天，它們冒險(xiǎn)到內(nèi)陸去生下自己的幼崽，吃生長在那里的北極植物。

然而，隨著格陵蘭島溫度的上升及海冰的減少，那些內(nèi)陸的北極植物出現(xiàn)的時(shí)間提前了——一些植物變綠的時(shí)間比10年前提早了近一個(gè)月。但是北美馴鹿并未隨之迅速轉(zhuǎn)變自己的遷徙時(shí)間?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)一個(gè)令人不安的趨勢：春天植物的生長時(shí)間早于北美馴鹿的繁殖季節(jié)，這導(dǎo)致越來越多的馴鹿幼崽早夭。

加州大學(xué)戴維斯分校的生態(tài)學(xué)教授埃里克·波斯特表示，雖然這項(xiàng)研究只是發(fā)現(xiàn)了溫度升高和馴鹿幼崽死亡之間的關(guān)系，但這同樣意味著物候不匹配是很不利的。由于北極植物變綠的時(shí)間提前，等馴鹿到達(dá)那里并開始吃它們的時(shí)候，這些植物嚼起來可能已經(jīng)不再鮮嫩，而且營養(yǎng)也流失了。

為什么北美馴鹿不能將自己遷徙的時(shí)間提前呢？一種可能性是，盡管它們的繁殖周期對季節(jié)性信號（如白晝長度）非常敏感，但植物對當(dāng)?shù)刂饾u上升的氣溫反應(yīng)更為強(qiáng)烈。

從理論上講，如果有足夠的時(shí)間，北美馴鹿最終可能會(huì)隨著自然選擇的發(fā)展而調(diào)整遷徙時(shí)間。但是，北極變暖的速度比全球其他地區(qū)更快。波斯特博士說：“北極變暖的速度太快了，馴鹿的進(jìn)化或許根本來不及發(fā)揮作用?！?h3> 白山千烏蘭的授粉情況令人擔(dān)憂

早期的白山千烏蘭（又名蜘蛛蘭花）依靠擬態(tài)進(jìn)行繁殖。它的球狀深紅色外形看起來就像昆蟲一樣，每年春天都會(huì)釋放出一種信息素，這種信息素會(huì)欺騙孤獨(dú)的雄蜂，使其誤認(rèn)為白山千烏蘭是交配的伴侶——這是授粉的關(guān)鍵一步。

這種計(jì)策是有效的，因?yàn)榘咨角跆m在每年春天的特定時(shí)期（孤獨(dú)的雄蜂從冬眠中醒來后不久、雌蜂尚未出現(xiàn)之前）都會(huì)開花。

但近年來隨著春天的提前到來，雌蜂出現(xiàn)的時(shí)間越來越早，并引誘雄蜂遠(yuǎn)離“第三者”——白山千烏蘭。東安格利亞大學(xué)的生物學(xué)教授安東尼·戴維的研究團(tuán)隊(duì)通過對一個(gè)世紀(jì)以來采集的植物標(biāo)本和田野調(diào)查數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，氣溫每升高1℃，雄蜂和雌蜂出現(xiàn)的時(shí)間間隔就會(huì)縮短大約6.6天，減少了白山千烏蘭的授粉機(jī)會(huì)。

戴維說：“白山千烏蘭的授粉情況變得越來越糟糕。對于這種已經(jīng)非常罕見的蘭花來說，前景著實(shí)堪憂。”