转自公众号：WithNature
气候变化对鸟类自身的影响可能比它们的迁徙模式更大。
当我们思考气候变化如何影响鸟类时，脑海中往往会浮现出迁徙模式的改变、北方分布范围的扩大，或是食物供应的减少。
然而， 气候变化还可能直接改变鸟类的生理特征 。比如，它们的喙变得更长，体型变得更小。今年在【自然通讯】（Nature Communications）期刊上发表的一项研究，对近7000种非迁徙性陆生鸟类进行了分析，揭示了不同物种如何采取不同的策略来调节身体的核心温度。这反过来可以揭示气候变化如何随着时间的推移改变鸟类。
中美鸺鹠 © Shawn McCready /Flickr/Creative Commons
这项研究主要关注两个生物学规则： 伯格曼规则 和 阿伦规则。 在深入探讨鸟类喙和体型的变化之前，我们先来了解一下这两个规则。
伯格曼规则和阿伦规则
在北极中部，气温远低于零度，且会持续数月之久。这里居住着体型庞大的 北极熊 ，它们是世界上体型最大的熊类。
而在赤道附近约80度（26.67摄氏度）的马来西亚热带雨林中，生活着体型娇小的 马来熊 ，对比一下，北极熊的肩高要比这种马来熊高2.5倍。这种体型差异在19世纪由博物学家卡尔·伯格曼提出并认为有其合理性。他解释称，较大的体型有助于动物储存更多热量，而较小的体型则更利于散热。
因此， 随着进化而远离热带地区的动物，它们的体型也趋于增大。
他的解释被称为伯格曼规则，并在野生动物界得到广泛认可，尽管近年来也引发了一些争议。到了19世纪70年代末期，另一位研究者乔尔·阿萨夫·阿伦（Joel Asaph Allen）在此基础上提出了补充观点。
他解释，动物还进化出了使用喙、腿和手臂等身体部位来散发或保持热量的能力。这就是为什么与沙漠中拥有「卫星天线」般大耳朵的大野兔相比，北极野兔的耳朵相对较小。
然而，近期的研究又带来了新的视角。德克萨斯大学奥斯汀分校综合生物学系的副教授卡洛斯·波特罗（Carlos Botero），以及华盛顿大学的琼·加西亚·波坦（Joan Garcia-Portaand）和贾斯汀·鲍德温（Justin Baldwin），开始在全球范围内对鸟类物种进行深入研究，以进一步探讨这些法则的普遍性和适用性。
他们发现，尽管有些鸟类确实遵循这些规则——比如北极乌林鸮体长接近2英尺，而中美鸺鹠则只有约5英寸长—— 但自然界中的情况远比伯格曼或阿伦规则所暗示的要复杂得多。
在深入分析了近7000种非迁徙的陆生鸟类后，研究团队得出了一个结论：无论是伯格曼规则还是阿伦规则，在孤立的情况下都不能完全准确地描述鸟类体型的演变规律，但它们也并非完全错误。
波特罗教授解释说：「当鸟类的体型发生较大变化时，它们的四肢往往变化不大；反之，如果四肢变化显著，那么体型的变化就会相对较小。 这两种规则实际上是相辅相成的，共同作用于鸟类的体型演变。 这意味着，鸟类在体型和四肢的演变上并不需要极端地偏向某一方，而是可以在两者之间找到一种平衡，从而避免过大的变化。」
随着气候持续变暖并带来动荡的极端天气，了解这两条规则之间的内在联系变得尤为重要。这一研究成果最终发表在了【自然-通讯】（Nature Communications）上。
实时变化
虽然大多数鸟类的身体和喙大小似乎发生了一点变化——这些变化在统计学上几乎难以察觉——但它们似乎都表现出某种共同的变化。 它们的身体几乎在不知不觉中逐渐缩小 ，而喙或腿只是轻轻一碰就拉长了。
波特罗教授进一步指出：「这些微小的变化综合起来，有助于改变鸟类的整体表面积与体积比，而无需大幅度地对它们的外观，尤其是它们的生态环境造成影响。」
然而， 某些鸟类确实在身体或喙部上展现了更为显著的变化 ，这主要是由于它们原有的身体或喙部结构存在限制。
举例来说，有些鸟类的喙部是专门设计的，因此它们无法轻易改变。
红交嘴雀 © Mick Thompson /Flickr/Creative Commons
波特罗教授表示，「改变任何与喙部相关的部分都是个问题，因为这可能让你无法再捕获到之前能捕获的猎物种类，或者你的歌声会变得奇怪。‘有确凿的证据表明，当你的喙部发生变化时，歌声的声学特性也会发生显著变化。’」
比如，如果你改变了交嘴雀的喙部，那么它们迅速从松果中剥出果实的动作就会变得困难许多。
相反，有些物种无法进一步缩小体型， 因为它们已经达到了环境或食物来源所允许的最小尺寸 。于是，它们选择通过加长喙部来散热，这是一种出人意料的、非常高效的方式。例如，被称为飞虫捕手的须雀霸鹟拥有小巧的喙部，生活在南美洲的安第斯山脉；而同为飞虫捕手的船嘴霸鹟则能在热带地区生存，其喙部要大得多。
这些例子解释了鸟类大小和形状的历史变化。但值得注意的是， 鸟类的变化不仅限于漫长的历史过程，它们也在实时发生着变化。
最近发表在【美国国家科学院院刊】（Proceedings of the National Academy of Sciences）杂志上的另一项研究分析了过去40年间收集的129种北美候鸟的数据， 发现它们的体型在缩小，而翅膀则变得更长。
2020年论文的共同作者之一玛克妲.基内洛娃（Marketa Zimova）说道：「较小的鸟类，如小莺或戴菊，实际上比旅鸫和鹩哥等大型鸟类缩小得更快，因此它们在40年内的变化速度要快得多。它们可能会比体型较大的鸟类更快地适应变暖的温度。 这一趋势是真实存在的，但我们不知道这是好是坏 。」
