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好熱! 生物們如何避暑?

2013年07月30日
作者:林育綺

※炎炎夏日當道,總聽到人們說:「今年夏天似乎又更熱了!」。越來越熱的天氣,許多人忍不住開冷氣,或是到山上找涼快,甚至利用假期出國避暑。然而許許多多的生物面對氣候變遷導致越來越炎熱的天氣,牠們要如何調適、生理機制如何改變、而生存是否因此遭受威脅?以下就讓我們一起來了解。

生殖季節提早

圖片作者:George Lamson。圖片來源:http://www.flickr.com/photos/lamsongf/6516965333/,本圖符合CC授權使用。隨著全球暖化,氣候隨之改變,春天提早到來,溫暖的期間增長,對於能適應的生物,似乎有更長的生殖季。植物感應氣候提早抽芽,加拿大紅松鼠(Tamiascurus hudsonicus)於春天提早繁殖,牠們同時也會利用提早發育的松果。而生長於溫帶的歐洲黑頭鶯(Sylvia atricapilla),過去要南飛至伊伯利亞半島渡冬才能有足夠的食物來源,現在因為氣候變暖,黑頭鶯冬天停留在英國的數量有增加的趨勢,沒有南遷的個體在來年春天能較快抵達繁殖地,佔領較優質的繁殖地點築巢並且選擇配偶。

對於春天提早到來,看似正面的影響,生物學家進一步探討其所涉及層面的反應。研究人員發現大山雀(Parus major)以毛毛蟲來餵食幼鳥,但因為春天提早到來,毛毛蟲大發生的季節也雖之提早,如此可能會讓大山雀族群平均產卵孵化的時間也漸漸提早,但氣候變遷不穩定,有時候春天較早,有時候春天又較晚到來,推測可能會造成大山雀孵育幼鳥與毛毛蟲大發生的時間無法配合而造成族群成長下降。

大山雀。  拍攝者:Marrakech99。圖片來源:http://www.flickr.com/photos/marrakech99/3566240065/。本圖符合CC授權使用。

今年(2013)Science四月的研究報告中,為確定氣候變遷是否確實造成鳥類族群成長下降,Reed等研究人員追蹤大山雀40年的生活史紀錄,發現大山雀族群養育雛鳥的平均時間,確實有時比毛毛蟲大發生的時間早,有時比之較晚,但族群成長率卻不大受到這樣的影響,推測有些個體雖然生殖時間無法配合毛毛蟲大發生的時間,但生殖時若競爭較少就可以有較高的生殖成功率,對整個族群成長有緩衝的效果,而不致有太大的衝擊。

改變地理分布

因為生物會有最適合生存的溫度範圍,部分生物和人類一樣,會漸漸移到比較涼快的地方。例如2005年Perry等人研究發現,近25年來,隨著全球暖化,海洋溫度也逐漸提升,北海的魚群有2/3的種類遷往緯度較高的海域或潛至較深的海裡,尋求更適合生存的環境。動物會移動,那植物呢?當遇到氣候變遷,植物雖然不會動,但是植物散佈的種子會在較適合生存的地方發芽,漸漸地生長在緯度較高或海拔較高的地區,而原本生長地區若過熱不適生存,個體就漸漸死亡,多代之後,植物的地理分佈也漸漸改變了。

面臨滅絕危機

改變地理分布看似無關緊要,但是背後卻可能有許多潛在問題隨之而來,例如主要的獵物對溫度改變的反應若較敏感,較快改變地理分布,其許多捕食者可能面臨食物短缺的危機而改吃其他物種,或因競爭過大而滅絕,如此可能在短時間之內改變一個地區生態系的食物網,對許多物種造成很大的衝擊;又或者,許多物種改變其地理分布,但已生長在最高海拔或最高緯度的生物若不能適應日漸炎熱的氣候,可能就得面臨滅絕的情形。

拍攝者:Gerard Van der Leun。圖片來源:http://www.flickr.com/photos/1000photosofnewyorkcity/5550872 824/。本圖符合CC授權使用。除了生物地理分布改變可能造成的影響之外,全球暖化對環境造成的改變也可能使生物無法適應。全球暖化最直接的影響就是溫度提升,2007年Pörter等人研究海洋中的綿䲁(Zoarces viviparous),發現環境的溫度提高使其生長表現與數量下降。

其次,降雨量減少也是重要的影響,2008年McMenamin等人研究美洲黃石國家公園裡的青蛙等兩棲類,在過去60年來年雨量逐漸降低、夏季溫度逐年提升的情形下,一些水池開始永久乾枯,剩餘水池中蛙的數量也逐漸下降。另外,冰的溶化、海平面的上升、水域鹽度的改變等環境的變化對生物的生存也產生相當的衝擊,最近常常看到北極熊在破裂冰上的圖片,呼籲大家愛護地球的宣傳就是一例。

氣候變遷現在已被視為全球生物多樣性的主要威脅之一,並且已造成許多地區族群的滅絕。近年來科學研究顯示人類的文明生活確實對全球氣候造成很大的改變,而且暖化的趨勢越來越快速。面對這樣的情形,我們也許能從身邊小事著手,減少二氧化碳的排放量、積極協助回收、減少冷氣的使用、愛護大自然等等為地球盡一分心力。