熱死寶寶了——氣候變遷下的地中海毛毛蟲

氣候變遷最早於 1980 年代提出，累至今日的影響，不僅人類有感，各個生態系及動物也受到嚴重波及。2022 一篇《Scientific Reports》期刊研究指出，歐洲氣候較為溫暖的地中海地區，蛾類多樣性同樣受到極端高溫的影響，其多樣性會隨著年均溫上升而下降，夏季處於生長期的幼蟲，影響尤其明顯。氣候變遷不僅讓寒帶地區的物種滅絕，連溫暖地區的生物也受不了——到最後，這個地球沒有任何贏家。

撰文｜何郁庭

 

從 1980 年代第一次有人提出全球暖化的威脅開始，到現在已經過了 40 年，隨著人為活動與工業發展，我們居住的環境產生很大的改變：忽冷忽熱的冬天、降水不均的夏天，氣候變遷的影響，已經是所有臺灣人都可以感受到的。不只是臺灣，世界各地因為氣候改變而發生災害的例子，比比皆是。學者們為了尋找證據與解方，相繼投入氣候變遷的相關研究中。

2022年 一篇《Scientific Reports》期刊的研究，則把焦點放在地中海地區低海拔的針葉林，觀察當地蛾類的多樣性，是否與氣候變遷有關。

 

蛾類的物候

這個研究有趣的地方，在於將重心放在蛾的幼蟲階段（larval stage）。蛾是完全變態的昆蟲，一生有卵、幼蟲、蛹、成蟲四個階段，而蛾的幼蟲相對於其他階段，較沒辦法利用休眠度過高溫、乾旱的逆境，因此，毛毛蟲對環境的敏感度較高。

此外，不同的蛾各自有不同的物候（phenology），也就是各自不同的生命節律，就像花朵有各自開放的季節，昆蟲也會在不同的季節產卵、化蛹、羽化。地中海地區的蛾，大致可以依照成蟲出現的時間，區分成春蛾、早夏蛾、夏蛾與秋蛾四類（圖二）。對幼蟲來說，最大的逆境就是高溫，氣候變遷造成夏季的極端高溫，無疑是嚴厲的逆境，因此，研究團隊假設：

1、在幼蟲階段，環境的溫度增加與降雨降低會影響物種豐富度，對於夏天是毛毛蟲階段的蛾尤其明顯。

2、在幼蟲階段，一年內的溫度和降雨變化，會影響蛾類的族群組成，對於夏天是毛毛蟲階段的蛾尤其明顯。

換句話說，研究人員想知道夏天處於毛毛蟲階段的蛾（春蛾與秋蛾），會不會因為極端的高溫，導致生物多樣性較明顯下降的情況。

 

蛾的多樣性與氣候變遷有所呼應

研究選定義大利東北部拉溫那（Ravenna）一帶的保護區後，研究團隊就開始利用「點燈」的方式（圖三）蒐集蛾類的樣本，從 1997 年開始直到 2020 年，共蒐集了超過 20 年的資料，雖然中間部分資料有缺漏，但整體而言資料仍然相當豐富。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

氣候變遷最明顯的特徵，就是溫度上升與雨量改變，因此研究氣候變遷的主題時，研究者多半利用溫度與降雨作為觀測的指標，此研究也不例外。

此團隊從  ilmeteo.it 網站取得溫度資訊，降雨資訊來自當地的氣象站，資料齊備後，利用混合線性模型 (Linear mixed-effect model) 檢測溫濕度與各季節蛾多樣性的關係。另外，也計算了各類蛾的 Sørensen 相異性指數 (Sørensen dissimilarity)，並利用非度量多維度分析 (NMDS, non-metric mutidimensional scaling)，檢視各族群多樣性受到溫溼度的影響。

 

經過一連串的資料分析後，首先，成果顯示這 20 年來，當地的年平均溫度確實有升高，且物種多樣性的確與氣候變遷有關，並與溫度的關聯性較為明顯。不僅如此，研究團隊的假設也獲得驗證：「每年溫度的提高，確實衝擊了蛾的多樣性，這個情況在夏蛾身上尤其明顯！」

進一步解析溫度、濕度對各季節蛾類造成的影響，可發現夏季發育的毛毛蟲受到較大的影響，反觀越是冬天成長的毛毛蟲，受到的影響較少，這符合了研究團隊的第二個假設：「一年內的溫度和降雨變化，會影響蛾類的族群組成，對於夏天是毛毛蟲階段的蛾尤其明顯。」

這些結果意味著，二十年來地中海地區的蛾類多樣性，確實慢慢在下降，且這樣的情況反映於正在成長、對逆境相對沒有抗性的毛毛蟲身上，某種程度來說，地球再繼續變熱下去，將會有越來越多毛毛蟲因為無法承受高溫而「熱死」。假若蛾的數量下降，緊接著受到影響的就會是仰賴牠們授粉的植物，以及當地捕食蛾類的鳥與蝙蝠，最終造成整個生態系動盪。

 

結語

過去，許多研究地點都聚焦在溫帶地區與高海拔地區，並認為年平均溫度上升，適應寒冷生活的生物，會往海拔高、緯度高的地區遷徙，最終退無可退而滅絕，反觀嗜熱性的物種被認為會因為地球越來越熱，所以族群的宜居地將越來越多，導致物種擴張。然而，這個地中海的研究向大家傳達一個重要的訊息：「氣候變遷不僅讓寒帶地區的物種滅絕，連溫暖地區的生物也受不了——到最後，這個地球沒有任何贏家。」

要了解全球的環境如何改變，必須依靠許多研究提供的碎片，才有機會慢慢還原整個拼圖的全貌。這類型的研究，除了需要出色的資料分析能力，更要紮實地搜集數據資料，乍看下並不直接與人們的生活有關，但是，這個研究帶給我們許多訊息與警示。

 

 

參考資料：

1. Britta Uhl, Mirko Wölfling and Claus Bässler (2022) Mediterranean moth diversity is sensitive to increasing temperatures and drought under climate change. Scientific Reports. 12:14473. https://doi.org/10.1038/s41598-022-18770-z
2. Too hot to persist – Moth diversity is sensitive to increasing temperatures and drought under climate change. Ecology & Evolution (Website). 2022-10-02. https://ecoevocommunity.nature.com/posts/too-hot-to-persist-moth-diversity-is-sensitive-to-increasing-temperatures-and-drought-under-climate-change?