鳥類在不同的氣候條件下進(jìn)化出了不同的體溫

近日，中國生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會(huì)（簡稱中國綠發(fā)會(huì)、綠會(huì)）國際部從國際知名期刊獲悉對53個(gè)非洲鳥類物種的新研究顯示，鳥類在不同的氣候條件下進(jìn)化出不同的體溫。綠會(huì)國際部現(xiàn)將該文整理編譯如下，供感興趣的讀者參考和了解。

2022年夏天在北半球，極端熱浪席卷了歐亞大陸、北美和北非——這是一個(gè)鮮明的提醒，表明這些情況正在成為新的常態(tài)。

這些事件會(huì)對野生動(dòng)物造成毀滅性的影響。例如，正如我們在巴塔哥尼亞、阿根廷和西班牙看到的那樣，近年來鳥類大規(guī)模死亡的報(bào)道已經(jīng)成為常態(tài)。

(資料圖片僅供參考)

這些事件強(qiáng)調(diào)了了解鳥類（和其他動(dòng)物）忍受極端高溫的能力的必要性。它還能告訴我們哪些物種會(huì)受到最大的影響。

有趣的是，當(dāng)我們進(jìn)行一項(xiàng)研究，測量南部非洲的53種鳥類能忍受多少熱量時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)不同的物種在處理熱量的方式上有很大的差異。

最重要的是，鳥類的最高可忍受體溫”在不同氣候地區(qū)的鳥類之間以意想不到的方式存在差異。這表明來自不同氣候的鳥類會(huì)以不同的方式應(yīng)對極端高溫。

這是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。先前的研究認(rèn)為，鳥類對極端氣溫的體溫反應(yīng)在不同物種之間是相似的。鳥類對氣候變化的脆弱性的預(yù)測是基于這種思想建立的。

我們的研究表明，現(xiàn)實(shí)情況更為復(fù)雜。鳥類的進(jìn)化可能取決于它們生活的地方，有不同的特征，如體溫和它們處理熱量的能力。

假設(shè)所有鳥類都以同樣的方式處理熱量，可能導(dǎo)致預(yù)測不能反映它們對全球變暖的真正脆弱程度。為了提高這種預(yù)測的準(zhǔn)確性，需要考慮特定物種的體溫極限。

體溫在高溫下調(diào)節(jié)

我們的研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上，研究了來自非洲南部炎熱干旱、涼爽山區(qū)或溫暖潮濕沿海地區(qū)的53種鳥類。

我們假設(shè)來自不同氣候地區(qū)的鳥類對極端氣溫的體溫反應(yīng)不同。我們通過測量鳥類的體溫、代謝率和空氣溫度升高時(shí)的蒸發(fā)失水來驗(yàn)證這一假設(shè)。（水分的流失主要發(fā)生在鳥類拉褲子的時(shí)候，讓它降溫。）

我們對鳥類的最高體溫特別感興趣。我們在鳥類出現(xiàn)協(xié)調(diào)能力喪失和體溫失控上升等癥狀之前進(jìn)行了測量。這兩種癥狀都與嚴(yán)重的體溫過高或過熱有關(guān)。

我們發(fā)現(xiàn)，沙漠鳥類能夠很好地應(yīng)對超過50°C的氣溫，它們的體溫不會(huì)急劇上升。他們的體溫保持在約44.5°C以下。

相比之下，來自溫暖潮濕地區(qū)的鳥類在出現(xiàn)嚴(yán)重高熱癥狀之前能忍受40多度的空氣溫度。他們的體溫比正常水平（38-41°C）平均上升了近6度。

一般來說，在極端高溫環(huán)境下，鳥類體溫的大幅波動(dòng)表明它們無法保持（或調(diào)節(jié)）最佳體溫。

然而，有一種物種，紅嘴奎拉魚，生活在撒哈拉以南非洲的大部分地區(qū)，可以應(yīng)對體溫上升到令人震驚的48°C而沒有任何不良影響。以前人們認(rèn)為這在鳥類中是不可能的。

耐熱性的演變

為什么鳥類進(jìn)化出對如此高體溫的耐受性?

我們認(rèn)為，答案是來自更潮濕地區(qū)的鳥類已經(jīng)適應(yīng)了在炎熱天氣中減少對蒸發(fā)冷卻的依賴。

蒸發(fā)冷卻是指鳥類通過嘴巴或其他途徑喘氣來散熱。當(dāng)周圍環(huán)境的溫度高于它的體溫時(shí)，這是鳥類釋放熱量的唯一方法。因此，能夠忍受高體溫的鳥類可以在潮濕的地區(qū)生存，在那里它不能通過喘氣失去很多熱量。

從本質(zhì)上說，在潮濕氣候中進(jìn)化的鳥類通過耐受高溫來存活在極熱的天氣中。相比之下，沙漠鳥類使用高效的蒸發(fā)冷卻來避免高溫。

這表明，暴露在不同的氣候條件下，推動(dòng)了來自不同氣候的鳥類在體溫和耐熱性方面的差異進(jìn)化。

保護(hù)鳥類免受熱害

我們的研究結(jié)果與了解極端熱浪對鳥類和其他野生動(dòng)物構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)高度相關(guān)。例如，我們的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了之前的懷疑，即占地球上所有鳥類種類一半以上的鳴禽特別容易受到熱浪的影響。

制定減輕這些事件對鳥類和其他野生動(dòng)物影響的策略至關(guān)重要，因?yàn)闃O端高溫事件在南部非洲變得越來越頻繁和普遍。它們對該地區(qū)顯著的生物多樣性構(gòu)成越來越大的威脅。

2020年11月8日，這些風(fēng)險(xiǎn)在南非夸祖魯-納塔爾省北部得到了顯著體現(xiàn)，當(dāng)天下午，蓬戈拉地區(qū)的氣溫飆升至45°C。這導(dǎo)致大量鳥類死亡。高溫過后，野外護(hù)林員在附近的Phongolo自然保護(hù)區(qū)發(fā)現(xiàn)的鳥類尸體中，約90%是鳴禽。

在保護(hù)區(qū)采取管理干預(yù)措施可降低未來發(fā)生死亡事件的可能性。例如，保持陰涼的植被，為鳥類提供了涼爽的地方，使它們可以躲避最嚴(yán)重的高溫。獨(dú)立的水源還將增加鳥類將體溫維持在致命極限以下的可能性。

然而，最終，防止鳥類生物多樣性大規(guī)模喪失的唯一方法——由于快速的全球變暖——是經(jīng)濟(jì)的快速脫碳和全球向可再生能源過渡。

原文參看:https://phys.org/news/2022-11-birds-evolve-body-temperatures-climates.html

整理：Lucy審核：Sara

標(biāo)簽： 野生動(dòng)物 生物多樣性 氣候條件下