溫度的拼圖：氣候變遷重塑北美鳥類的生命？

 

圖片來源：維基百科

全球暖化，對動植物會有什麼影響呢？2022年的研究探討了非生物環境條件，特別是溫度，如何影響北美地區鳥類的體型和形態。

研究分析了超過25萬次對105種陸地鳥類的數據，涵蓋1989年至2018年的30年間北美大陸超過43個緯度度和近3000米的海拔。透過對鳥類的體重和翅膀長度的測量，研究團隊發現，無論是在更接近赤道的緯度還是在近年來，溫暖的溫度與較小的體型有關，且在鳥類的體型在時間和空間上都顯示出明顯的趨勢。體重的減少在1989年至2018年間最多為2.78%，平均減少為0.56%。

與體型相反，鳥類的「翅膀度」（相對於體重的翅膀長度）隨著時間的推移有增加的趨勢。

鳥類的形態顯示出隨緯度和海拔的強烈和普遍趨勢。在緯度上，體型與溫度之間有強烈的關聯，支持Bergmann’s Rule的種內解釋。而在海拔上，研究發現體型通常隨著海拔的增加而減小。

研究團隊的分析顯示，溫度的變化對鳥類體型的影響可能通過溫度引起的大小依賴性死亡率和/或早期生活階段的發育可塑性來實現。最熱的溫度，而不是最冷的溫度，似乎是推動體型與溫度關聯的主要驅動力。

總之，這項研究提供了大規模的證據，顯示非生物環境因素，尤其是溫度，對北美鳥類體型和形態變化有顯著影響。這些發現對於理解物種對氣候變化的反應及其對生態群落的影響至關重要。

看了很擔心嗎？不過就在最近，由Andreas Nord等人針對這項研究提出了質疑，認為鳥類體型的減輕可能並不是為了溫度調節。

Nord等人指出，即使較小的動物理論上更能夠承受高環境溫度，因為它們擁有更高的表面積對體積比，有利於熱量傳遞，但實際觀察到的體型變化幅度非常小（平均減少0.56%），這導致在熱量產生和消散方面的改變非常微小。研究中提到的改變在熱通量（W cm⁻²）中僅增加了0.14%，對蒸發水分損失、總熱損失率（即熱傳導）、基礎熱產生（即基礎代謝率）、臨界上限溫度和對溫暖反應的代謝反應都是微弱的。即使在體重變化幅度較大的估計中，溫度調節的好處也可能是有限的。

此外，Nord等人也提出了對於使用數據的擔憂。他們指出，這些數據主要是在北半球春季和夏季收集的，而且大部分研究的物種是候鳥（66%，即105種中的69種，是候鳥，22%，即105種中的23種，是部分候鳥），這意味著它們在研究地區的停留時間很短。因此，將形態學與當地環境溫度相關聯可能存在問題。此外，研究僅基於雄性鳥類的數據，這可能限制了結論的普遍性，因為體型的自然選擇可能在兩性之間有所不同。Nord等人建議未來研究應考慮這些因素。

總之，Nord等人對上面的研究提出了質疑，認為即使鳥類體重的減輕與氣候變暖有關，這種變化對溫度調節的實際好處可能是有限的。他們建議未來的研究應關注體型減小在溫暖環境中如何發生、為什麼重要，並且從能量和適合度的角度實證評估在氣候暖化下減小體型的好處。

而Youngflesh等人也提出了回應，但是他們並沒有直接回答關於候鳥質疑的問題。他們的回應主要集中在其他方面，如小效應大小的生物學意義、氣候變化對鳥類體型的影響，以及繁殖期對觀察到的性狀變化的重要性等。

參考文獻：

Youngflesh, C., Saracco, J.F., Siegel, R.B. et al. Abiotic conditions shape spatial and temporal morphological variation in North American birds. Nat Ecol Evol 6, 1860–1870 (2022). https://doi.org/10.1038/s41559-022-01893-x 

Nord, A., Persson, E., Tabh, J.K.R. et al. Shrinking body size may not provide meaningful thermoregulatory benefits in a warmer world. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02307-2

Youngflesh, C., Saracco, J.F., Siegel, R.B. et al. Reply to: Shrinking body size may not provide meaningful thermoregulatory benefits in a warmer world. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02308-1