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七月是華盛頓特區、俄克拉荷馬州俄克拉荷馬城和德克薩斯州威奇托福爾斯有記錄以來最熱的月份，由國家氣象局測量。 事實上，美國國家氣象局已對從伊利諾伊州西北部和愛荷華州中部北部延伸到德克薩斯州中部南部的美國中部大部分地區釋出了“高溫預警”。疾病控制和預防中心警告，每年都有人容易因極端高溫而生病甚至死亡：從 1979 年到 2003 年，有 8,015 人因過度暴露於高溫而死亡。事實上，在這 24 年期間，美國因高溫暴露而死亡的人數超過了颶風、閃電、龍捲風、洪水和地震的總和。
疾病預防控制中心避免極端高溫負面影響的首要建議是“儘可能待在有空調的建築物中”。 如果你是一個工作不需要整天在戶外的人，這很容易做到——但如果你是非人類動物呢？ 一些動物生活在極其炎熱的環境中，必須在沒有冷藏水、空調或電風扇的情況下度過每一天。 一些耐熱物種必須找到其他方法來應對過度的熱量，有時需要與同伴合作。 很難想象在什麼情況下，氣溫升高會導致合作增加——就我個人而言，隨著氣溫升高，我變得越來越煩躁和惱火！
然而，肯氏䴴 (Charadrius alexandrinus) 是一種小型涉禽，生活和繁殖在沙漠中，那裡的地表溫度可能超過 140 華氏度（60 攝氏度）。 實際上，它們在炎熱中變得更加合作。
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生物學家莫尼夫·拉希迪及其同事決定利用這種極端環境來研究雄性和雌性肯氏䴴如何共同保護它們的卵免受沙烏地阿拉伯沙漠的酷熱侵襲。雙親撫育，即雄性和雌性父母共同照顧後代，是動物王國社會行為中合作與衝突之間權衡的經典例子。 如果它們合作，父母可以努力提高後代生存的機會。 然而，透過拒絕照顧，個體可能會存活更長時間，並增加以後成功繁殖的機會。 假設雙親撫育在給定的物種中是可能的，數學模型預計，只要後代在雙親照顧下的生存可能性明顯高於單親照顧時，雙親撫育就會發生。 特別是，惡劣環境假說預測，父母雙方都應該為照顧幼崽做出貢獻，如果環境容易受到惡劣天氣條件的影響，食物稀缺，資源競爭激烈，卵子可能脫水，或者在後代經常被捕食的地區。 透過實驗來研究這個假設非常困難。 首先，以任何生態有效的方式修改環境都非常具有挑戰性。 然而，更關鍵的是，環境因素往往協同作用，因此很難確定一組環境變數中哪些因素可能是驅動育兒行為變化的因素。
肯氏䴴為拉希迪提供了一個進行特別巧妙實驗的機會。 這些鳥類將卵產在地面上，這意味著卵以及父母雙方都直接暴露於周圍環境中。 有些巢穴位於灌木叢下，因此自然受到保護，免受陽光直射，而另一些巢穴則位於空曠處。 這為拉希迪提供了一種明顯的方法來建立兩個實驗組——一組在陽光直射下，另一組在陰涼處。 一般來說，雄性傾向於在涼爽的夜間孵巢，而雌性傾向於承擔白班。 問題是，如果雌性整天孵卵，它們可能會有過熱的風險。 因此，惡劣環境假說預測，最溫暖的巢穴不僅會顯示出更多雙親撫育的證據，而且父母雙方會在一天中最熱的時候更頻繁地輪流。
在兩個繁殖季節中，研究人員在紅海的法拉桑島工作，該島是沙烏地阿拉伯王國的一部分。 在研究中包括的 32 個巢穴中的每一個，研究人員記錄了卵的數量及其地理位置。 然後根據它們的遮蔭量進行分類：無遮蓋、遮蓋量小於 25%、遮蓋量 25-50%、遮蓋量 51-75% 和遮蓋量大於 75%。 研究人員多次訪問每個巢穴，以確定遮蔭覆蓋量是否隨時間保持不變。 最後，他們記錄了到最近水源的距離。 此外，透過使用隱藏攝像頭和小型無線電標籤，他們能夠每隔 20 秒記錄一次父母是否在孵卵，以及是哪一方父母。 溫度記錄證實，暴露在外的巢穴在白天比遮蓋的巢穴溫暖 10-15 度。 此外，暴露在外的巢穴中的鳥類表現出更多熱應激跡象，包括喘氣和腹部浸溼。
正如預期的那樣，雄性和雌性在一天中都比在遮蓋的巢穴上花費更多的時間坐在暴露的巢穴上（左下方），並且正如惡劣環境假說所預測的那樣，在暴露的巢穴中最熱的時候，換班次數更多——也就是說，它們更頻繁地輪流（右下方）。 在兩張圖中，白色圓圈代表暴露的巢穴，而黑色圓圈代表遮蓋的巢穴。 綜上所述，這表明與遮蓋的巢穴相比，暴露的巢穴確實有更多的雙親撫育。
然後，拉希迪更進一步，引入了實驗操作。 在一天的時間裡，研究人員改變了每個巢穴的遮蓋物可用性。 在每個遮蓋的巢穴中，他們移除了植物，每個暴露的巢穴都獲得了新的遮蓋物覆蓋。 鳥類並沒有因此受到特別的干擾：它們在研究人員離開後花了 1 到 107 分鐘才返回巢穴。 此外，直到六小時後才記錄資料，以便讓父母有時間放鬆。
結果再次完全符合惡劣環境假說的預測：在新增遮蓋物的巢穴中，父母孵卵的時間減少了，而在移除遮蓋物的巢穴中，父母坐在卵上的時間增加了（左）。 在新增遮蓋物的巢穴中，換班次數較少，而在移除遮蓋物的巢穴中，換班次數較多，與前一天相比（右）。 同樣如預期的那樣，這些變化在一天中最熱的時候最為明顯。
綜合所有這些結果，這項研究表明，肯氏䴴的雙親撫育水平並非完全由基因決定——相反，它會根據環境限制而變化。 換句話說，所有肯氏䴴似乎都具有高水平親代合作的能力，但合作水平在很大程度上取決於環境。 在這種特殊的環境中，主要變數似乎是地表溫度。 隨著熱量的增加，合作水平也隨之增加。 透過更頻繁地輪流，每位父母都可以飛到附近的紅海（附近唯一的淡水源），在那裡它們可以游泳並弄溼羽毛（稱為“腹部浸溼”的過程），這使它們能夠冷卻自身及其卵。 這項實驗還揭示了另一個重要的發現：每位父母都會監測其配偶的行為，並改變自己的行為以進行補償。 當一位父母離開巢穴降溫時，另一位父母幾乎立即開始承擔孵巢職責。
“但是等等！” 你可能會說。“在炎熱中增加合作當然很好，但是為什麼要首先在沙漠的空曠處築巢，而不是在陰涼處呢？” 與行為學和生物學中的大多數事物一樣，這裡存在權衡：在空曠處築巢可能會使其更熱，但與在植物下築巢相比，它也更容易發現捕食者，因此更容易逃離捕食者。 從這個意義上說，在較涼爽的陰涼處築巢實際上可能比在沙漠炎熱中築巢對䴴類構成更大的風險。
所以你看，升溫可以導致合作增加。 至少如果你是生活在沙漠中的肯氏䴴。 對我來說，我還是選擇待在空調房裡。
莫尼夫·拉希迪、安德拉斯·科斯托拉尼、穆罕默德·肖布拉克、克萊門斯·庫珀和塔馬斯·塞凱利（2011 年）。 極端炎熱環境中的親代合作：自然行為和實驗證據 動物行為學，82，235-243 : 10.1016/j.anbehav.2011.04.019