40年測量7萬個標本 科學家發現暖化讓鳥的體形變小了 | 環境資訊中心

40年測量7萬個標本 科學家發現暖化讓鳥的體形變小了

2019年12月11日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;林大利 審校

英國獨立報報導,學者分析了在芝加哥窗殺(撞擊建築物玻璃窗而死亡)、製成標本收藏在菲爾德自然史博物館的候鳥發現,這些鳥類的體形似乎正在變小。

菲爾德自然史博物館的鳥類學家威拉德(David Willard)自1978年測量芝加哥死亡鳥類的體形,40年來共測量7萬716隻。從他的卡尺和刻度尺得到的數據顯示,幾十年來鳥類身體變化的趨勢是雙腳越來越短、越來越細,翅膀越來越長。他將研究發表於《生態學通訊(Ecology Letters)》期刊。

芝加哥麥考密克廣場的窗殺鳥類,標本現蒐藏在菲爾德自然史博物館(Field Museum)。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, Karen Bean.

芝加哥麥考密克廣場的窗殺鳥類,標本現蒐藏在菲爾德自然史博物館(Field Museum)。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, Karen Bean.

體型變化反應氣候暖化 科學家找出標本一個一個量

威拉德和研究團隊表示,這個鳥類體形改變的現象反映了氣候變化。作者之一、密西根大學鳥類演化生態學者溫格(Benjamin Winger)說:「暫且不論鳥類生活的其他方面,溫度上升似乎對許多不同物種有相當一致且普遍的影響。」

這項研究始於威拉德的朋友向他提到,常有鳥類撞上博物館附近麥考密克廣場的玻璃外牆——麥考密克廣場是北美最大的會議中心。威拉德說,20年前麥考密克廣場減少夜間照明後,鳥類死亡事故減少了大約3/4。最近麥考密克廣場還在其中一個地下停車場上方營造鳥類棲地。

威拉德說,他開始蒐集鳥類標本並保存於博物館時,並沒有想到氣候變遷這件事。他測量了鳥類的喙長、跗蹠長、體重和自然翼長度等標準的鳥類形質測量項目,主要是想研究季節性趨勢。

1978-2016年間,由密西根大學主導的大型研究計畫測量了7萬多件鳥類標本。圖片來源:密西根大學新聞稿/Roger Hart/University of Michigan Photography.

1978-2016年間,由密西根大學主導的大型研究計畫測量了7萬多件鳥類標本。圖片來源:密西根大學新聞稿/Roger Hart/University of Michigan Photography.
菲爾德自然史博物館鳥類學家威拉德(David Willard)測量鳥類標本的手寫筆記。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, Kate Golembiewski.
菲爾德自然史博物館鳥類學家威拉德(David Willard)測量鳥類標本的手寫筆記。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, Kate Golembiewski.

後來其他博物館工作人員和志工團體「芝加哥鳥類窗殺監測」也加入工作行列。該團體還會照護撞窗戶受傷的鳥類,只將死亡的鳥類捐贈給博物館。

到2016年,威拉德記錄了超過7萬隻鳥類、52個物種的測量資料。未參與研究的澳洲麥格理大學(Macquarie University)生態學家格里菲斯(Simon Griffith)說,一位科學家能單獨對如此龐大的館藏進行測量,著實令人驚嘆。

7萬多件標本測量的工作,全由威拉德一手包辦。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, John Weinstein.

7萬多件標本測量的工作,全由威拉德一手包辦。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, John Weinstein.

「這能減少資料集中的雜訊。」與過去其他探討氣候變遷影響鳥類體形的研究相比,他的研究方法和地理位置標準化得更理想。

常見鳥種的變化:體重下降、跗蹠長縮短、翼長增加

大部分的標本屬於15種常見鳥類,包括沼澤帶鵐和暗眼燈草鵐。但也有少數不容易看到的鳥類,如一隻北美黃秧雞,是一種罕見的濕地鳥類。威拉德說,他發現伊利諾伊州第一筆布氏雀鵐的紀錄,這種鳥主要分布於美國西部。

從1978年到2016年,這些鳥類的平均體重下降了2.6%,跗蹠長縮短了2.4%。同時翼長增加了1.3%。

威拉德說:「肉眼是看不到這些變化的,」但是透過如此龐大、涵蓋各種鳥類的樣本,可看出這種趨勢真實且普遍。溫格說,目前尚不清楚這些變化是否不利於鳥類。他說:「我們還不知道這些變化的生物學意義。」

研究:夏天氣溫升高是鳥類體形變小的最強預測指標

但格里菲斯將這些資料與其他鳥類的大範圍變化趨勢進行了比較,如最近一項研究報告稱,1970年以來,北美鳥類的數量減少了29%。

常見鳥類沼澤帶鵐。照片來源:John Sutton(CC BY-NC-ND 2.0)
常見鳥類沼澤帶鵐。照片來源:John Sutton(CC BY-NC-ND 2.0)
常見鳥類暗眼燈草鵐。照片來源:Becky Matsubara(CC BY 2.0)
常見鳥類暗眼燈草鵐。照片來源:Becky Matsubara(CC BY 2.0)

研究作者檢視了降水、植被和其他可能影響鳥類體形大小的因素,確定夏季氣溫升高是鳥類體形變小的最強預測指標。「溫度回暖的幾年間鳥類的體形變小,氣溫稍低的幾年間體形又有所增加。因此,我們認為溫度是非常重要的因素。」溫格說。

體形較小的動物表面積與體積比的比值較高,熱從身體散失的速度較快。溫格說,溫度升高可能會形成不適合鳥類生存的逆境,導致體形變小而避免熱散失太快。

7萬多件鳥類標本的一小部分。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, Ben Marks
7萬多件鳥類標本的一小部分。圖片來源:密西根大學新聞稿/Field Museum, Ben Marks

繁殖季遇「熱逆境」 高溫使鳥類子代體型變小

格里菲斯提出了另一種可能性:他在實驗室和野外對斑胸草雀和家麻雀進行研究的結果顯示,繁殖季節的高溫會使鳥類子代的體形變小。他說,當幼鳥面臨熱逆境時,就不會長得太大。

科學家說,翅膀變長是出乎意料的結果。飛行是脊椎動物最耗能量的移動方式。作者認為,翅膀的變化可以幫助鳥類補充能量。溫格說:「翅膀更長、更尖的鳥飛行時或許能更有效率地使用能量。」

現已退休的威拉德表示,他打算繼續測量鳥類直到再也量不動。博物館的儲藏室裡此刻有1000隻鳥類標本在等他測量。他對記者表示:「採訪結束後我要再量幾隻。」

威拉德表示,退休後還要繼續測量鳥類直到再也量不動。圖片來源:(c) Field Museum, Greg Mercer

威拉德表示,退休後還要繼續測量鳥類直到再也量不動。圖片來源:(c) Field Museum, Greg Mercer

參考資料

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登

作者

姜唯

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。