科學日報報導,近日一項最新研究發現,淺色的蝴蝶和蜻蜓比深色的昆蟲能夠更好地應對氣候變化。這項由英國倫敦帝國理工學院、德國馬爾堡大學和丹麥哥本哈根大學的科學家們合作進行的研究顯示,隨著整個歐洲氣候逐漸變暖,蝴蝶和蜻蜓的群體擁有越來越多淺色系的物種成員。深色物種逐漸朝更冷的北方撤退,但顏色較淺的物種的地理活動範圍也逐漸朝北移動。
例如多個地中海蜻蜓物種擴展了北方地區,逐漸朝德國遷徙,這些物種包括southern migrant hawker (aeshna affinis)、scarlet darter (crocothemis erythraea)以及dainty damselfly (coenagrion scitulum)。2010年,英格蘭在50年間首次發現了dainty damselfly的存在。 一般生活在溫暖氣候的蝴蝶物種,例如南方小白(pieris mannii),也在過去十年間被發現分布在德國各地,它們仍在持續朝北移動
對於蜥蜴和蛇來說,昆蟲身體的顏色在它們如何吸收太陽能量方面起著關鍵作用,同時對於協助飛行和自我調節體溫至關重要。深色昆蟲能夠吸收更多陽光,從而增加體溫,因此它們更可能發現於寒冷氣候。相比之下,淺色昆蟲則更常見於炎熱氣候,因為它們會反射太陽光以阻止身體過度加熱,同時能夠保持更長的活躍時間。
帝國理工學院生命科學學院的喀什騰·拉赫比克(carsten rahbek)說道:「針對兩個最重要的昆蟲群體,我們的研究展示了氣候和昆蟲顏色存在直接的聯繫,這將影響它們的地理分布。我們現在知道了淺色蝴蝶和蜻蜓更適合生存在溫暖的世界,此外,我們的研究還展示了氣候變化對物種生存環境的影響並不是未來的事,自然和生態系統現在已經在發生著變化。」 拉赫比克教授說道,他同時也是哥本哈根大學宏觀生態學、進化和氣候中心的主任。為了確定物種身體的淺色是否與溫度相關聯,科學家們將分布數據——標繪了物種被發現的歐洲地區——與數字圖像分析相結合,後者會掃描並測量蝴蝶和蜻蜓翅膀和身體的顏色值。
科學家們調查了整個歐洲366個蝴蝶物種和107個蜻蜓物種,結果顯示淺色昆蟲主宰了歐洲溫暖的南部,而暗色昆蟲主宰了寒冷的北部。為了測試氣候變暖是否導致了任何遷徙,科學家們調查了1988年至2006年的18年間物種分布的變化。結果顯示,平均來說,物種顏色變得更淺,深色昆蟲朝更寒冷的歐洲西部邊緣、阿爾卑斯山脈和巴爾幹半島地區移動。
研究人員之前提出氣候變化會對物種的分布造成影響,但這項研究提供了兩者之間存在直接聯繫的證據,並證實了氣候的變化會影響生物多樣性樣式的基本猜想。
研究首席作者、德國馬爾堡大學的德克·宙斯(dirk zeuss)說道:「當研究生物多樣性時,我們缺少有關為什麼某些物種出現在某些地方的基本準則。而這項研究使得我們能夠確定整個歐洲蝴蝶和蜻蜓物種的分布是由物種通過自身顏色變化而調節熱量的能力所決定的。在此之前我們只能觀察過去20年間昆蟲動物群的巨大變化,而現在我們可以知曉這種變化背後的主要原因。」這項研究被發表在期刊《自然通信》上。
新聞擴展:
氣候變化造成極端天氣 決定昆蟲分布
氣候變化造成極端天氣,在未來幾十年可能會對昆蟲和其他無脊椎動物的分布產生深遠影響。這是研究人員研究澳大利亞熱帶和溫帶地區昆蟲後得出的結論。
氣候變化在推進,地球的溫度在增加。這對一大群冷血動物,包括昆蟲來說影響很大。身體溫度最終取決於環境溫度,這同樣適用於生物進程的速度和效率。
但是不是平均溫度或極端溫度條件的頻率變化對物種分布的影響最大?這是一群丹麥和澳大利亞的研究人員決定解決的問題。
丹麥奧爾胡斯大學生物科學研究員約翰奧佛高、澳大利亞墨爾本大學研究院麥可卡尼和奧裡霍夫曼最近把這些研究結果發表在《全球變化生物學》雜誌上。結果表明,極端氣候事件會影響熱帶和溫帶物種的分布。因此氣候變化影響冷血動物主要是因為預計未來極端天氣時間將增長。
果蠅建模
研究人員檢測了10種澳大利亞的熱帶和溫帶地區的果蠅。首先,他們測量了能夠維持果蠅生長和繁殖的溫度,然後他們找出果蠅可以接受的冷熱溫度的極限。
「這是第一次我們已經能夠比較嚴謹地得出極端天氣變化對物種的影響。」霍夫曼提到。
基於這些知識和現在10種果蠅的分布情況,我們可以研究果蠅分布與生長和繁殖所需的溫度的關係,和果蠅分布是否受極端溫度條件的限制。
「答案是明確的:物種對非常寒冷或炎熱的天氣的忍受程度決定了它們的分布現狀。」約翰說。
因此極端天氣事件,如熱浪或極度寒冷的氣候影響了昆蟲的生活,而不是平均溫度的增加。
氣候變化對澳影響顯著 專家制定「動物移民」工程
為了搬遷因氣候變化而流離失所的動物,澳大利亞的研究人員近日制定了一個縝密的計劃框架。
據報導,來自澳大利亞4所大學以及聯邦科學與工業研究組織(csiro)的學者根據國際自然保護聯盟的要求,就如何決定是否搬遷一個物種、哪些物種要優先考慮、以及將它們放歸何處,設計了一套評估物種搬遷工作的準則。
氣溫上升預計對澳大利亞物種具有顯著影響,聯合國政府間氣候變化專門委員會(ipcc)近期公布的報告警告說,若平均氣溫升高2-4攝氏度,將導致澳大利亞21%-36%的蝴蝶滅絕;昆士蘭州適合動植物生存的棲息地將損失近一半,這意味著7%-14%的爬行動物、8%-18%的青蛙,1/10的鳥兒和10%-15%的哺乳動物將面臨厄運。
不過研究論文合著者、昆士蘭大學生物科學學院的特蕾西·勞特(tracy rout)也指出,科學家們關於物種搬遷的意見不一。「這是否是個好主意,在科學上還存在很多爭議。」
這套準則採用的關鍵評估標準包括:擬搬遷動物所處的狀況,該動物遷入新居後的前景,以及它們對新居所中已有物種的影響。
「通過從生物學的角度來核算利益與成本,我們最終得出了一個公式。」勞特說,「這對於判斷是否搬遷一個物種應該非常有幫助,但也需要決策者作出價值判斷。」
勞特說,搬遷受威脅物種的工作已經展開,例如將居住在珀斯周邊的西部沼澤龜從其正在快速乾涸的棲息地遷出。此外,也有人建議將瀕危的山地侏儒負鼠進行轉移,該物種十分容易受到氣候升溫的影響。
「氣候變化將對澳大利亞的很多物種產生巨大影響,當沒有其他的解決方案來緩解這種狀況時,搬遷將是最後的手段。」勞特說。