目前，很快我們就要對全球很多種動物及植物說再見了。根據2019年聯合國的一項報告，現在有100萬種物種有滅絕的危險。今年《自然》發表的一篇研究文章裡，研究人員發現熱帶海洋的生態系統可能從2030年開始崩潰，而森林和山中的生態系統將從2050年開始崩潰。其他報告也發現了假設我們繼續按照目前的速率讓地球升溫，到2100年將有一半的動物失去超過50%的棲息地。生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平臺(IPBES)的主席Robert Watson先生在2019年時說道，我們人類正在一幅「不祥之景」的前面。
但是，有些物種會延續下去。鳥類提前遷徙，海龜變更線路，北美馴鹿在早春產仔，動物們已經開始改變行為來適應。但如果我們什麼都不做，它們又該如何在每年都在不斷升高打破記錄的全球氣溫下存活呢？
耶魯大學的進化遺傳學家Marta Muñoz說，該問題的答案是個仍在進行中的進化學謎題。我們隊動物如何使用不同策略來進行溫度調節的理解還是較近期的事兒。「你會覺得這個概念是18世紀初的事兒，對吧？但完全不是，」Muñoz說，「這個概念在1944年才形成。我們是在意識到溫度調節後的10年內發現的DNA結構。」
動物進化出溫度調節有兩種方式。它們要麼消耗能量來維持穩定的體溫，也就是溫血動物選擇的方式，要麼策略性的減慢或者加速自身的新陳代謝來適應外部溫度，也就是兩棲動物、爬行動物、昆蟲和大多數水下生物採用的策略。(這也是為什麼當邁阿密的天氣變得異常寒冷時，你會見到鬣蜥從樹上掉下來——因為它們的新陳代謝變的緩慢到肌肉停止工作。)
Muñoz表示，但無論一種動物選擇哪種方式，高溫永遠都會背負更大的負擔。在她的研究中，她已經證明蜥蜴抵禦較寒冷氣溫的能力比它們承受高溫的能力進化速度要快10倍。這或許能解釋當氣溫過低時，動物要麼適應特定的環境，要麼是不斷嘗試著去適應，至死方休。她說：「寒冷下沒有退路，你既無法躲藏也沒法逃避。」相對來說，蜥蜴總能在陽光直射的高溫下找到一處明顯涼爽的蔭涼處。經過千年，動物們通過遷徙來適應較熱的氣溫這一事實減緩了它們進化出用於應對極熱氣溫的身體特性的腳步。
蝴蝶也有類似的行為。劍橋大學的研究人員Andrew Balden說，這些昆蟲依靠尋找森林中涼爽區域或者將翅膀張成特定角度來反射太陽光的方式來適應高溫。近期，他的團隊捕捉並測量了16個種類超4000隻的蝴蝶體溫。他們細心地記錄下來這些蝴蝶是通過佔據一處較為涼爽的微氣候還是通過將翅膀展開成不同角度來調節體溫，並將發現發表在了今年9月份的《動物生態學期刊》上。
他說：「我們發現，那些更依賴於利用微氣候的種類是過去40年種群縮減最嚴重的。」同期種群數量增加的蝴蝶種類則是那些以特定方式展翅來適應較高氣溫的。這意味著從長期來看，種群中一些個體行為的簡單調整能夠改變一個物種的命運。
但其後變化不僅是氣溫的穩步上升。它也預示著陡然的急劇氣溫變化，會使有機體遭受打擊。海洋生態學家Diana Madeira說，熬過這些或許會和氣候變化加劇一樣頻繁的異常事件將最終重塑生態系統。在她的實驗室中，她一直在試著弄清那些在這些惡劣條件存活下來的不同種類的魚是怎樣的「裝備精良」。
她發現歐洲魚類中最重要的種類之一——大西洋鯛——能在30攝氏度的水溫中存活28天，而假如氣候危機沒有被阻止或是拖延，預計到2100年熱浪襲來時歐洲海域的水溫就會達到30攝氏度。28天之後，它們的身體組織會開始出現無法修復的損傷，導致死亡。
若是熱浪來襲時，鯛魚還是幼體或者是些沒有經驗的傢伙會怎樣？近期她發現海鯛魚的幼體非常不耐極端的高溫——它們遊不出溫暖的水域，但是年輕的魚非常擅長逃離。Madeira 解釋說，成年的魚可能也不太行，因為它們的大量精力都花費在繁殖上。每個種類的魚之間的情況各有不同——其他的或許會選擇短期苟活，但是從一個世代的水平上來看損失慘重。「它們會做一筆交易。好比，『好吧，我能活下去，但是之後我就不會下那麼多卵，或者是我不會長那麼大了』。」
德國康斯坦茨大學的研究者Trevor Fristoe表示，對於哺乳類和鳥類來說，保持涼爽不是為了防止身體衰竭，而是消耗能量來調節內部體溫。溫血動物不像蜥蜴和魚那樣在極端高溫下快速衰竭。為了維持體溫涼爽，它們演變出不同的策略，像是出汗、拉屎，或者忽扇著大耳朵來控制周圍的氣流。少數一些，比如靈長類和馬，進化出了通過皮膚蒸發水分來保持涼爽。為了排出汗水，我們的身體會消耗能量，於是會讓我們內部體溫升高更多。這一循環如果持續時間過長，就會出現中暑。研究發現，溫血動物能夠達到還能存活的最高體溫是40.5攝氏度至47.8攝氏度。
為了弄清動物適應極端高溫的程度是怎樣的，Fristoe在2015年開展了一項研究，觀察了211種鳥類和178種哺乳類進化的情況。Fristoe解釋說，從進化學的角度上看，作為溫血動物想要在高溫下存活就意味著體型、身形、新陳代謝的速度以及皮膚暴露的程度之間有著一個巧妙的平衡。他發現，體型在適應溫度上不是關鍵的，因為全世界到處都有體型碩大和微小的動物。在鳥類中，新陳代謝速度尤為重要，而體毛或者脂肪堆積這樣的隔絕機制對哺乳類很重要。
但是他的模型忽略了Marta Muñoz蜥蜴研究一直想要弄清的東西：行為。近期，研究人員發現斑胸草雀在約44攝氏度的氣溫下照料卵的時候，還會進行快節奏、聲音尖銳的「高溫鳴叫」，似乎比它們熱時採用安靜、急促的呼吸更有效。這些高溫鳴叫能夠減慢未孵化下一代的生長，它們以後也會比父母更加耐高溫。更容易理解的研究表明，行為似乎是溫血動物應對高溫最重要的工具。
對動物來說，溫度只是因人類活動而出現改變的諸多事情之一。海洋的酸化、去森林化的增加以及城市化、汙染和氣候模式的改變將會為各個物種帶來額外的挑戰。研究人員相信動物也會利用行為上的技巧來適應那些額外的挑戰。但是正如Madeira指出的那樣，「有時我們針對一個因素得出的結論並不適用於同時發生的所有事情」。
本文譯自 Popsci，由譯者 Diehard 基於創作共用協議(BY-NC)發布。