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。
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）物候學註上的改變（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
- How the early bird combats climate change
- Phenological shifts conserve thermal niches in North American birds and reshape expectations for climate-driven range shifts
- 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，
