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一項新的研究警告說,隨著世界變暖,熱帶地區的蜥蜴和昆蟲等冷血陸地動物可能會衰弱。“冷血”是外溫動物的通俗說法——這些動物的體溫取決於周圍環境,而不是像溫血動物那樣進行內部調節。它們在68華氏度到104華氏度(20到40攝氏度)的溫度範圍內茁壯成長,超過這個溫度它們就會過熱。隨著全球變暖,研究人員警告說,它們可能被迫在洞穴和灌木叢下忍受酷熱,而沒有時間進食、尋找配偶或撫養幼崽。
“我們的模型表明,對於許多爬行動物來說,移動的空間可能非常小,”澳大利亞悉尼大學的進化生物學家、最近發表在《美國國家科學院院刊》上的研究的合著者裡克·夏恩說。“它們很可能在氣候變化中陷入麻煩,”他補充道,並指出它們將被限制在消失的森林冠層下不斷縮小的陰涼區域和可以降溫的水體中。
夏恩說,熱帶外溫動物的由此造成的損失可能是“災難性的”,並指出它可能會破壞從食物網到授粉的整個生態系統。原因:外溫動物的範圍從昆蟲等食物來源到蛇和鱷魚等頂級掠食者,它們的損失會產生“重大的連鎖反應”,夏恩說。
夏恩和同事使用塗漆的、不同直徑的注水管道作為蜥蜴和其他冷血動物的替代品,計算出它們的表面積和反射率,以確定它們在不同環境中吸收和釋放多少熱量。他們在從熱帶到溫帶的三個澳大利亞氣候區進行了測試,測量了風速和太陽輻射等變數,在三個陰影水平下進行測量:開放(無陰影)、森林冠層下90%陰影,以及可變的,透過在兩個極端之間來回移動管道來近似外溫動物調節其體溫的方式。
研究人員對照真實動物測試了模型的預測,直到他們確信模型有效。然後,為了給模型提供全球範圍,他們將數字與全球氣候資料混合,並將平均溫度提高了5.4華氏度(3攝氏度)。(政府間氣候變化專門委員會,即 IPCC,預測到本世紀末全球氣溫將升高 2 到 11.5 華氏度,或 1.1 到 6.4 攝氏度。)然後,研究人員透過威斯康星大學麥迪遜分校的動物學家、合著者沃倫·波特開發的熱交換模型運行了這些資料。
“不僅僅是氣溫升高——陰涼處的 3 度(攝氏度)並沒有那麼多。真正致命的是陽光,”波特說。“你不僅要應對大量的輻射,而且你的用水需求也會急劇增加。”
陰影可能是熱帶地區冷血動物生存的關鍵,因為動物需要寬敞、連續的葉子覆蓋區域來保護它們免受陽光照射。然而,氣候變暖和雨林流失變成農田和牧場的雙重影響,可能會將過熱的外溫動物限制在不斷縮小的陰影區域。
華盛頓大學西雅圖分校的動物學家雷蒙德·休伊(未參與這項研究)表示,這項研究是首次研究動物的行為如何在很大程度上緩衝或加劇氣候變化的影響。“我不知道有任何其他團隊能夠完成這個專案,或者接近如此出色地完成它,”他讚揚道,並補充說,“波特在這一型別的建模方面無人能及。”
這一切都引出了一個問題,為什麼恐龍沒有過熱。在三疊紀末期,隨著恐龍時代的開始,全球平均氣溫可能在 70 華氏度(20 攝氏度)左右,甚至高於該模型預測的溫度 - 62.4 華氏度(16.8 攝氏度)。
“陰影對它們來說非常重要,”波特說。他推測,它們一定與水和茂密的植被聯絡在一起以保持涼爽,它們可能隨著季節的變化而遷徙,而且它們的代謝率一定較低。大型動物在炎熱的氣候中降溫比小型動物慢,因此“大型動物不可能像我們一樣具有高代謝率,”他說,“否則它們會把自己煮熟。”或者,一些古生物學家認為恐龍是內溫動物,也就是說,它們像我們一樣在內部調節體溫。