早起的鳥兒不只是有蟲吃——鳥類面對氣候變遷的生存策略

■面對全球暖化的洪流,這些鳥類選擇將產卵的時間提早幾天,生命則得以持續繁衍一百多年。

©Sheila Sund@flickr.com (CC BY 2.0)

撰文|莊宇真

面對氣候變遷,生物通常會採取兩種策略來因應:(1)改變分布區域(range shift):簡單來說就是大搬家,以氣候暖化來說,將整個族群搬到緯度或海拔較高的區域。(2)物候學上的改變(phenological shift):這指的是某一物種、族群在生活史事件規律的改變,例如:生長、繁衍、枯萎、遷徙等。

一般認為前者(大搬家)是生物尋找最適生存溫度(thermal niche)的主要機制,後者(物候學改變)則是追尋「資源最豐盛」時間點的主要機制。

對鳥類而言,氣候暖化主要帶來兩大衝擊,分別是:曝露在更高的溫度下、以及原本資源最豐富的繁殖期間,資源與時間的同步性發生改變。為了因應這樣的改變,與所有生物一樣,鳥類可以採取一些策略,例如:整個鳥群遷徙到較涼爽的區域、或是配合資源最豐富的時間點,調整繁殖的時間。築巢時節(繁衍、產卵、孵化、養育)的氣溫,與是否能成功繁衍下一代息息相關。因此,對於鳥類,所謂生存的「最適溫度」,最主要考量的就是生育時期的氣溫。

1911至1929年間,由美國加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)生物學家Joseph Grinnell帶領的研究團隊,蒐集了當時加州動物種類與數量的資料。這些資料十分珍貴,這也讓後來的研究者,可以觀察比較加州鳥類與哺乳類的過去與現在的改變。2009年,當時還是UC Berkeley博士生的Morgan Tingley與其團隊則使用這份資料進行比對,發現在這個世紀以來,已有超過一半的加州鳥類都遷徙至更北、或海拔更高的地方了,這很可能是因應氣候暖化所做的改變,與前面提到的主要機制是一樣的1,2

然而,在這個研究中,Tingley也發現並不是所有的鳥類都有採取遷徙的策略,那麼這些沒有搬走的鳥類,面對生存環境溫度的上升,又是如何因應的呢?因此,已是美國康乃狄克大學助理教授的Tingley,再次率領團隊進行研究,這次則針對加州鳥類的築巢行為進行蒐集與比對。這份研究3刊登於2017年10月美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)。

透過分析加州鳥類歷史與現在的觀察紀錄資料,研究團隊發現,與上個世紀比起來,在這200多種鳥類裡,整體而言,牠們的產卵期間平均提早了5-12天。這個物候學改變不只與資源最盛的時間點有關,同時也使卵孵化期間的溫度平均降低了1°C,恰好與75~100年前對應時間點的溫度相同。

「這也解釋了為何我們在2009年的研究裡發現,加州山區的這些鳥兒,還是有將近一半是沒有因為氣候暖化而搬家的。」Beissinger教授補充。

根據這系列研究的觀察,過去認為遷徙是生物追尋最適溫度的主要機制,事實上,很可能無論是遷徙或是物候學上的改變,都會對於最適溫度、與最盛資源的時間點有所影響。也就是說,這兩種生存策略很可能是殊途同歸的。

就像是在2017年研究裡的發現,部分鳥類選擇將產卵的時間提早(物候學改變),即可達到降低孵化期間的氣候溫度,取代了一般生物尋找最適溫度最常採取的「大搬家」策略(分布區域改變)。如此一來,不用大動作地搬離家園、或可不必搬離原居住地太遠,而仍能與一百年前一樣在同樣的溫度下進行繁衍,確保族群能持續生存。這樣的研究結果,描繪出鳥類在適應氣候變遷下的生存策略架構,如此強韌的生命力令人讚嘆!

 

註:所謂物候學(phenology),是綜合生物學和氣象學的跨領域學科;透過觀察與記錄生物在一年當中生活史事件的進行狀況,以及其生長環境中的氣候條件,瞭解這些氣候條件與生物的關係,進而分析氣候條件的改變對生物造成的影響。

 

參考文獻

  1. How the early bird combats climate change
  2. Phenological shifts conserve thermal niches in North American birds and reshape expectations for climate-driven range shifts
  3. California birds nesting a week earlier than they did a century ago

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作者:莊宇真,畢業於交通大學科技法律研究所,現任生物醫學倫理領域專任研究助理。人生最樂之事莫過於找到自己的志業,寫作之於我正是如此。為城邦部落格《健康知心》之格主,擔任國內《熟年誌》雜誌醫藥新知特約作者。知識是觸角,讓人掌握世界;健康是財富,讓人享受人生。

 

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