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美国老鼠身体逐渐变小:背后到底是什么原因?
2020-06-05 08:47:15  出处:新浪科技  作者:叶倾城 编辑:雪花   点击可以复制本篇文章的标题和链接

依据一项数据充分但又富有争议的原理——伯格曼定律(Bergmann’s Rule),物种在寒冷气候环境体型会越来越大,而在较暖和气候环境中会越来越小,由于近代人类活动导致全球气候升温,是否会导致哺乳动物体型越来越小呢?

发表在近期出版在《科学报告》杂志的一项最新研究分析了北美鹿鼠70年以来的生存记录,鹿鼠是美国最常见的哺乳动物之一,也是北美博物馆样本采集和调查记录最详实、完整的啮齿类动物。

出乎意料的是,研究人员发现近年随着时间的推移,鹿鼠群体体型逐渐变小,但该趋势可能与气候或者人口密度变化无关,人口密度是城市化发展的一个重要指标。另一项惊人发现表明,近年来,体型较大的鹿鼠种类变得越来越小,则体型较小的鹿鼠种类却变得越来越大。

研究报告合著作者、美国佛罗里达州自然历史博物馆生物信息馆馆长罗伯特·古拉尔尼克(Robert Guralnick)说:“最令人兴奋的是该项研究仍有未解谜团——鹿鼠似乎随着时间推移变得越来越小,但似乎该现象与气候变化和城市化发展没有直接联系,其他哺乳动物也存在此类现象吗?”

为什么要研究动物体型趋势呢?体型对于温血动物而言是一个特别重要的生理特征,因为它有助于维持适当体温从而确保新陈代谢和热量传递等生物功能。

研究报告合著作者、北卡罗来纳大学格林斯博罗分校助理教授布莱恩·麦克林(Bryan McLean)说:“即使是鹿鼠这样的小型哺乳动物,体重微妙变化也会对其体能平衡优化产生重要影响。”

相对于身体体积而言,体型较大动物体表释放热量的面积较小,因此它们比小型动物更能适应寒冷气候,这也是伯格曼定律的热力学基础,因为体型会影响体温调节,所以体型的变化会影响动物对气候变化的适应能力。

为了研究鹿鼠体型与空间、时间、气候和人口密度之间的关系,古拉尔尼克和同事从3个机构获得数据资源:博物馆样本、北美小型哺乳动物普查库和“霓虹灯”国家生态观测网络。基于这些资料,他们动用美国境内数千名研究人员分析过去70年里测量的鹿鼠体长和质量数据,最终结果怎样呢?他们将这些数据称为洞察鹿鼠近年历史变化的“时间机器”,详实的数据能深入分析鹿鼠发生的诸多变化,同时,这也是首个结合已发表调查数据和博物馆收藏数据的哺乳动物体型趋势研究。

古拉尔尼克说:“我认为没有人能像我们这样,将博物馆数据与‘霓虹灯’国家生态观测网络的历史观测数据结合起来,目前我们获得了全面详细的数据集,这是一种非常新颖奇特的方式,可以看到体型大小是如何随时间和空间发生变化。”

研究结果表明,生活在寒冷气候下的鹿鼠通常身体更长,拥有较大的身体表面积,这与伯格曼定律相符。随着环境温度的变化,鹿鼠的体重逐渐降低,这也符合研究人员的推测,他们猜测随着降雨量增多,鹿鼠体重会增加,因为降雨量增多增大了觅食资源,然而它们的体重降低了。

研究表明生活在城市环境的鹿鼠情况更复杂:城镇地区明显比郊区农村更暖和,这一现象被称为城市热岛效应。依据伯格曼定律,生活在城市的鹿鼠体型应当更小,从而起到避暑的作用。但是由于人类的食物和垃圾在城市中大量存在,鹿鼠可以通过利用这种不断供应的食物长得更大。

数据表明,随着人口密度增大,鹿鼠种群趋向于体重不变而体长变小,这可能意味着城市热岛效应胜过城市丰富食物资源产生的好处,或者简单地说,体长变小的鹿鼠更容易躲避人类。令研究人员感到不解的是,如果将老鼠体重从这些这些因素分离出来,他们会注意到,随着时间的推移,它们的体重普遍降低,意味着气候和城市化在影响鹿鼠体型方面的作用可能更加复杂。

古拉尔尼克说:“初步来看,这是一项非常有趣的实验,但迄今我们仍不知道是何种因素导致鹿鼠体重降低,下步研究小组将注意力转向分析所有哺乳动物的体型变化。未来地球哺乳动物体型将发生怎样变化?我们洞悉这一点的最佳方式就是观察历史数据。博物馆等机构的数据资料为我们提供对鹿鼠全面详细的认知,体型是一个非常重要的变量,数百万份历史标本可以直接体现该数据变化情况。”

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