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早起的鸟儿不只是有虫吃——鸟类面对气候变迁的生存策略

面对全球暖化的洪流,这些鸟类选择将产卵的时间提早几天,生命则得以持续繁衍一百多年。

面对气候变迁,生物通常会采取两种策略来因应:(1)改变分布区域(range shift):简单来说就是大搬家,以气候暖化来说,将整个族群搬到纬度或海拔较高的区域。(2)物候学注上的改变(phenological shift):这指的是某一物种、族群在生活史事件规律的改变,例如:生长、繁衍、枯萎、迁徙等。

一般认为前者(大搬家)是生物寻找最适生存温度(thermal niche)的主要机制,后者(物候学改变)则是追寻“资源最丰盛”时间点的主要机制。

对鸟类而言,气候暖化主要带来两大冲击,分别是:曝露在更高的温度下、以及原本资源最丰富的繁殖期间,资源与时间的同步性发生改变。为了因应这样的改变,与所有生物一样,鸟类可以采取一些策略,例如:整个鸟群迁徙到较凉爽的区域、或是配合资源最丰富的时间点,调整繁殖的时间。筑巢时节(繁衍、产卵、孵化、养育)的气温,与是否能成功繁衍下一代息息相关。因此,对于鸟类,所谓生存的“最适温度”,最主要考量的就是生育时期的气温。

1911至1929年间,由美国加州大学柏克莱分校(UC Berkeley)生物学家Joseph Grinnell带领的研究团队,搜集了当时加州动物种类与数量的资料。这些资料十分珍贵,这也让后来的研究者,可以观察比较加州鸟类与哺乳类的过去与现在的改变。2009年,当时还是UC Berkeley博士生的Morgan Tingley与其团队则使用这份资料进行比对,发现在这个世纪以来,已有超过一半的加州鸟类都迁徙至更北、或海拔更高的地方了,这很可能是因应气候暖化所做的改变,与前面提到的主要机制是一样的1,2。

然而,在这个研究中,Tingley也发现并不是所有的鸟类都有采取迁徙的策略,那么这些没有搬走的鸟类,面对生存环境温度的上升,又是如何因应的呢?因此,已是美国康乃狄克大学助理教授的Tingley,再次率领团队进行研究,这次则针对加州鸟类的筑巢行为进行搜集与比对。这份研究3刊登于2017年10月美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)。

透过分析加州鸟类历史与现在的观察纪录资料,研究团队发现,与上个世纪比起来,在这200多种鸟类里,整体而言,它们的产卵期间平均提早了5-12天。这个物候学改变不只与资源最盛的时间点有关,同时也使卵孵化期间的温度平均降低了1°C,恰好与75~100年前对应时间点的温度相同。

“这也解释了为何我们在2009年的研究里发现,加州山区的这些鸟儿,还是有将近一半是没有因为气候暖化而搬家的。”Beissinger教授补充。

根据这系列研究的观察,过去认为迁徙是生物追寻最适温度的主要机制,事实上,很可能无论是迁徙或是物候学上的改变,都会对于最适温度、与最盛资源的时间点有所影响。也就是说,这两种生存策略很可能是殊途同归的。

就像是在2017年研究里的发现,部分鸟类选择将产卵的时间提早(物候学改变),即可达到降低孵化期间的气候温度,取代了一般生物寻找最适温度最常采取的“大搬家”策略(分布区域改变)。如此一来,不用大动作地搬离家园、或可不必搬离原居住地太远,而仍能与一百年前一样在同样的温度下进行繁衍,确保族群能持续生存。这样的研究结果,描绘出鸟类在适应气候变迁下的生存策略架构,如此强韧的生命力令人赞叹!

注:所谓物候学(phenology),是综合生物学和气象学的跨领域学科;透过观察与记录生物在一年当中生活史事件的进行状况,以及其生长环境中的气候条件,了解这些气候条件与生物的关系,进而分析气候条件的改变对生物造成的影响。

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