復(fù)仇者聯(lián)盟

有報(bào)道說(shuō)，在動(dòng)物王國(guó)，從魚類到兩棲類、爬蟲類、鳥類和哺乳類，體型都在變小。譬如，北極熊是當(dāng)今最大的陸生食肉動(dòng)物。雄性北極熊一般體重400千克，少數(shù)能達(dá)600千克。但在最近的20年里，它們已經(jīng)不再長(zhǎng)那么大了。大的變小，小的變得更小，這一現(xiàn)象正引起生物學(xué)家的高度關(guān)注，因?yàn)閯?dòng)物體型的變化，會(huì)牽涉覓食、逃避敵害、尋找配偶等一系列行為的改變，從而影響到整個(gè)地球生物圈。那么，為什么會(huì)發(fā)生這一變化？這一趨勢(shì)會(huì)持續(xù)嗎？但科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，氣候變暖會(huì)使一些爬行動(dòng)物變大，這究竟又是為什么呢？

體型小，散熱快

問題的答案涉及德國(guó)動(dòng)物學(xué)家克里斯廷·伯格曼的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。1847年他發(fā)現(xiàn)，在哺乳類和鳥類的近親物種中，生活在較冷地區(qū)的一般體型較大。比如同樣是虎，東北虎就比華南虎大。伯格曼解釋，這個(gè)現(xiàn)象與動(dòng)物的表面積和體積有關(guān)。因動(dòng)物身體產(chǎn)熱與體積成正比，而散熱卻只與表面積成正比，這樣，動(dòng)物體型越小，表面積與體積之比就越大，散熱就越快，寒冷時(shí)就越不容易保持體溫。生活在較暖地區(qū)的動(dòng)物，需要更快地散熱，所以體型需要小些，而生活在寒冷地帶的動(dòng)物，需要保持體溫，所以體型需要大些。這后來(lái)被稱為“伯格曼法則”。

伯格曼法則的一個(gè)自然推論就是：當(dāng)全球氣候變暖的時(shí)候，固定生活于一個(gè)地區(qū)的動(dòng)物們就會(huì)傾向于長(zhǎng)得更小。所以逐漸變暖的氣候，就相當(dāng)于讓動(dòng)物們縮小的神奇藥水。

氣溫升高，動(dòng)物變小

這一變化在蘇格蘭野生綿羊身上確實(shí)發(fā)生了。現(xiàn)在蘇格蘭地區(qū)冬天氣候越來(lái)越暖了，導(dǎo)致野生綿羊的平均體型下降。

許多鳥類的身體也在縮小。例如，生態(tài)學(xué)家拿8種澳大利亞小型鳥類與博物館里1950年前后采集的同類型標(biāo)本比較，發(fā)現(xiàn)有4種體型下降了。這些鳥都是留鳥，不會(huì)遷徙，它們對(duì)氣候變暖做出的反應(yīng)是縮小體型。

不過(guò)這種變化都很小，在蘇格蘭野生綿羊的例子中，體型大約只縮小了0.5%。這點(diǎn)變化看起來(lái)微不足道，但考慮到全球氣溫迄今升高還不到1℃，而且野生動(dòng)物還沒有足夠的時(shí)間對(duì)此做出反應(yīng)。如果氣溫升高得多一些，時(shí)間跨度長(zhǎng)一些，那會(huì)怎樣呢？

要回答這一問題，我們還得求助于歷史。與今天的氣候變暖最相近的是5600萬(wàn)年前一段高溫期，那時(shí)全球氣溫升高了5～10℃，后來(lái)才緩慢降下來(lái)（當(dāng)然這個(gè)升溫過(guò)程持續(xù)了數(shù)萬(wàn)年，而不是短短幾百年）。

在這一時(shí)期，許多哺乳動(dòng)物的體型都縮小了，等氣溫下降之后才得以恢復(fù)，甚至變得更大。比如，生活在今天美國(guó)懷俄明州盆地里的幾種野馬，那時(shí)的體型只有現(xiàn)在的貓那般大。比升溫前縮小了30%，待到降溫之后，體型不僅得到了復(fù)原，還比沒有縮小前大了近70%。

冷血?jiǎng)游锩媾R的特殊挑戰(zhàn)

改變體型的不僅僅是溫血的脊椎動(dòng)物。在美國(guó)懷俄明州的同一個(gè)地區(qū)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生活在土壤中的無(wú)脊椎動(dòng)物體型也縮小了。對(duì)于冷血?jiǎng)游?，包括無(wú)脊椎動(dòng)物，更暖的氣候還會(huì)帶來(lái)一些特殊的挑戰(zhàn)。

首先，當(dāng)氣候變暖，它們的生理機(jī)能發(fā)育會(huì)比以前快，比如性成熟就早一些，所以冷血?jiǎng)游飼?huì)更快地進(jìn)入成年。身體的生長(zhǎng)速度跟不上生理機(jī)能的發(fā)育速度，即體型還沒長(zhǎng)大，就已經(jīng)成年定型了，所以體型縮小了。

其次是新陳代謝帶來(lái)的問題。冷血?jiǎng)游锏男玛惔x速度嚴(yán)重依賴于環(huán)境的溫度，這看起來(lái)是個(gè)優(yōu)勢(shì)，溫度高可以讓它們更加活躍，但也有重大缺陷。新陳代謝更快意味著要消耗更多的能量，它們必須吃得更多。但當(dāng)天氣變熱，它們不得不花更多的時(shí)間躲在陰涼處，以免身體過(guò)熱，花在覓食上的時(shí)間反而少了。所以，在這種情況下，體型就會(huì)變小。這可以解釋為何一些兩棲類和爬蟲類一直在縮小。

魚也將變小。它們面臨雙重困境：水溫的上升將加速它們的新陳代謝，這需要更多的氧氣，但在溫度更高的水里，氧氣的溶解度反而下降了。結(jié)果，它們不得不縮小體型來(lái)減少氧氣的消耗。

氣候變暖使爬行動(dòng)物變大

但是一項(xiàng)最新研究的成果認(rèn)為：更溫暖的氣候?qū)⒃炀腕w型更小的哺乳動(dòng)物，但卻會(huì)讓爬行動(dòng)物變得更大。在大約5500萬(wàn)年前氣溫達(dá)到頂峰時(shí)，當(dāng)時(shí)的馬體型縮小到今天家貓那樣的大小，蛇卻曾經(jīng)和馬一樣大?？茖W(xué)家找到了距今6000萬(wàn)年前的龜類化石，其大小與一張?jiān)绮筒妥老喈?dāng)，他們還找到了一種名為“泰坦巨蟒”的巨型蛇類化石，其體長(zhǎng)幾乎與一輛公交車接近。蛇類、龜類以及很多其他爬行動(dòng)物都需要依靠環(huán)境來(lái)調(diào)節(jié)身體溫度，這些動(dòng)物被稱作“冷血?jiǎng)游铩薄?/p>

幾乎所有的爬行動(dòng)物都是冷血的——這意味著它們的體溫不是固定的，而是隨著外界溫度的改變而改變。氣溫較低時(shí)它們難以獲得正常生理活動(dòng)所需的體能，而高溫天氣有利于它們獲得像哺乳動(dòng)物那樣的體溫，這樣可以增強(qiáng)它們活動(dòng)的體能。

在2億多年前，地球大部分地區(qū)都十分炎熱且濕潤(rùn)，從南極到北極都是熱帶地區(qū)，除了一些沙漠和荒漠之外，大部分地區(qū)都被熱帶雨林所覆蓋。在這樣一種情況下，爬行動(dòng)物迅速繁殖且體型不斷變大，恐龍開始統(tǒng)治地球。

動(dòng)物變小比變大更容易

科學(xué)家對(duì)哺乳動(dòng)物的進(jìn)化進(jìn)行研究的結(jié)果顯示，由老鼠般大小變?yōu)榇笙蟀愦笮⌒枰?jīng)歷2400萬(wàn)代。相反的是，體型變小比變大要快速得多，從大象變?yōu)橘逑笾唤?jīng)歷了10萬(wàn)代，這一速度是與侏儒象相似的體型變大為大象體型速度的十分之一。研究者總共統(tǒng)計(jì)了7000萬(wàn)年以內(nèi)來(lái)自不同大洲的28類哺乳動(dòng)物（包括大象、靈長(zhǎng)類和鯨魚）的體型大小，從而得出變小比變大要快速。