城市環境改變生物體型,或成為全球變暖影響的預警

2020-12-08 騰訊網

最新研究發現，城市環境會改變動物的體型，使其變大或變小。這一發現或成為全球變暖對生態系統影響的預警。

供圖：Lewis Tse Pui Lung；通過Shutterstock檢索獲得

來源 | AIP Inside Science

作者 | Nala Rogers

城市環境可能正在重塑城市中的昆蟲與其他動物的體型：一些動物的體型正在縮小，而另一些動物的體型則在增大。生態學家們表示，這些變化將對城市生態系統的健康運轉產生長期的影響。

「相比自然區域中的動物，在城市化生態系統中的動物群落通常由體型更小的物種組成。但對一些特殊的動物類群而言，情況會有所不同」，比利時的魯汶天主教大學工作的生態學家和博士後研究員託馬斯·默克克斯（Thomas Merckx）說道，今年5月份他與同事們剛剛在《自然》雜誌上發表了一項研究。「這很可能會對城市動物棲息環境的生態系統功能產生影響。」

為了了解城市生活對動物群落的影響，研究人員收集了10組不同體型與生活方式的無脊椎動物的資料：從大而華麗的蝴蝶到被稱為「輪蟲」的微小水生動物。他們總計收集並鑑定了來自702個物種的95001個生物個體，這些生物來自比利時北部的20多個不同區域，包括土地與水域，並且城市化程度各不相同。

輪蟲：袋形動物門輪蟲綱近2,000種微小無脊椎動物的統稱，廣泛分布於各類淡水水體中；圖片來自網絡

對於大多數生物種群而言，城市地區的分布數量較少，種類範圍也較窄。例如，研究人員在野外環境中發現的飛蛾品種數量是城市中的5倍，個體數量則多達城市中的10倍。

研究人員之前並沒有逐一測量過這些生物，但他們查閱了每個物種先前被記錄的典型大小。有三組動物——蝴蝶，蛾，以及蟋蟀與蚱蜢共同組成的一組——在城市地區會長得更大一些。這可能是因為動物在城市中有更大的流動性需求，默克克斯說。

與研究中的其他組生物不同，蝴蝶、飛蛾與蚱蜢的旅行能力與身體大小直接相關：在這些動物中，體型較大的個體飛行與跳躍能力都更強。默克克斯稱，在城市中，動物的旅行能力可能特別重要，因為這裡無處不在的混凝土與瀝青把它們的生存環境分隔成了一個個獨立的小塊。

「對於那些體型與旅行能力直接相關的物種，你會發現只有較大的個體可以在城市中存留」，默克克斯說，「較小的個體都被淘汰了。」

對於另外四組動物——地蛛、步甲蟲、象鼻蟲和水蚤，在城市中生活的個體則會比野外環境中的更小。這可能是出於對溫度的適應，默克克斯說。

一種地蛛：地蛛是一種原始的蜘蛛，最大體長可達1.8釐米，它們棲息在土中，並在土中築巢；圖片來自網絡

對全球變暖研究的啟示

在溫暖的環境中，動物通常會有逐漸變小的趨勢。而城市一般比周邊區域溫度更高，因為很多建築表面材料相比自然狀態的土地，更容易從陽光中吸收熱量，一個典型的例子就是道路表面的瀝青。

城市的溫度會驅使生活在這裡的小動物體型發生變化，這可以為我們預測全球變暖將如何改變其他生態系統提供線索。

「你可以將城市視作一種實驗環境。它會告訴我們未來氣候變化可能導致的一些影響」，默克克斯說。

這些結果顯示出，人類對環境的影響非常複雜，溫度升高以及棲息地的碎片化可能使很多城市中的動物的體型朝著兩極變化，更小或更大，在西雅圖的華盛頓大學工作的城市生態學家瑪麗娜·阿爾貝蒂（Marina Alberti）說道，她沒有參與這項研究。

「在城市化加深的進程中，我們改變的不僅僅是一種機制」，阿爾貝蒂說，「我認為，這是城市化帶來的兩種不同機制之間相互作用的一個例子，這兩種機制加在一起會產生非常不同的模式，使動物體型發生完全不同的變化。」

這項新研究關注的焦點是「哪些物種可以在城市環境中存活下來」，而非「物種們是如何適應城市環境的」。但是，在城市環境造成的生存壓力之下，不同體型的物種受到了不同程度的影響，有些被保留下來，有些被淘汰，這也潛在地改變了城市中生物種群的分布，默克克斯說。

環境學家為什麼要關注人類周邊的昆蟲或水蚤體型呢？原因在於，動物體型的大小會對生態系統的健康和功能造成深遠影響，進而影響到生態系統中的人類。例如，傳粉的昆蟲需要與寄主植物的花朵尺寸相匹配，當某些尺寸的昆蟲消失時，這些植物的傳粉過程就無法進行了。如果這種植物是人類賴以為生的經濟作物，那麼當地人類的生活就會受到影響。

傳粉昆蟲的體型需要與花朵的尺寸相匹配，圖為蜜蜂；圖片來自網絡

另外一個例子，默克克斯表示，過去的研究曾顯示，大型水蚤在過濾（吃）海藻方面比小水蚤更有效，這種過濾作用可以淨化水質、防止有毒的藻類泛濫。而這項新研究的結果顯示，在所有考察的地域中，最大體型的水蚤數量都在減少，其中，城市中水蚤的體型平均要比鄉村中的水蚤小44%左右。

「這項新研究對於希望保護自然生態的景觀設計師和城市規劃者們應該會有所幫助」，澳大利亞墨爾本大學的城市生態學家，同時也是一個名為「城市生態行動」的諮詢公司的負責人艾米·哈斯（Amy Hahs）說道，她沒有參與這項研究。

「人們對這類信息的需求很大」，哈斯說。「他們已經意識到，城市環境的健康持續和恢復能力實際上取決於自然生態因素。」

現代城市環境：其健康持續與復原能力取決於自然生態要素；圖片來自網絡

翻譯 | 孟慶宇

責編 | 高佩雯

https://www.insidescience.org/news/cities-drive-creatures-body-size-extremes

美國物理聯合會（AIP/American Institute of Physics）--InsideScience專欄獨家供稿

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