许多物种会因应环境变化和气候变化,调整繁殖等重大生命事件的时间。
一项新研究显示,为赶上初冬最凉爽的气温,非洲野犬如今的产仔日期平均推迟了22天。
但研究人员认为,这一物种陷入了物候陷阱:气候变化正导致其行为发生不适应环境的变化。
随着气候变化改变全球各地的环境,科学家发现,许多物种会随之调整繁殖等重大生命事件的时间。
“这真是不幸,仿佛刚出油锅又进火坑。”
例如,春季解冻时间提前后,一些花会更早开放。但科学家尚不清楚,生命史发生如此重大变化,最终究竟能否帮助一个物种存活,还是会引发更大的问题。
由华盛顿大学研究人员牵头的团队与当地非政府组织博茨瓦纳掠食者保护组织合作,分析了1989年至2020年间非洲野犬种群的野外观察记录和种群统计数据——Lycaon pictus。
研究人员发现,在30年间,这些动物的平均产仔日期推迟了22天。这种适应使新生幼崽的出生时间与初冬最凉爽的气温相吻合。然而,这一重大变化也导致更少的幼崽熬过最脆弱的时期,因为同期幼崽出生后关键的“育幼期”气温升高,危及这一本已濒危物种的种群。
论文第一作者、华盛顿大学生物学助理教授兼生态系统哨兵中心研究员布里安娜·阿布拉姆斯表示,这项研究表明,与狼类亲缘关系较远、以群体合作方式抚育幼崽的非洲野犬,可能陷入了“物候陷阱”。所谓物候陷阱,是指一个物种响应环境线索而改变某项重大生命事件的时间,但由于出现前所未有的环境条件(如气候变化),这种改变最终证明是不适应的。
非洲野犬因应气候变化调整产仔日期
阿布拉姆斯说:“这真是不幸,仿佛刚出油锅又进火坑。非洲野犬推迟产仔日期,是为了跟上最适宜的凉爽气温;但幼崽出生后,育幼期的气温却因此变得更高,最终降低了幼崽的存活率。”
这项研究表明,生态系统中处于较高“营养级”的物种——例如大型掠食者——对气候变化的敏感程度可能与其他物种一样,这一点此前科学家并不确定。其他研究表明,长期变暖会引发“初级生产者”(如植物)以及以植物为食的“初级消费者”(包括许多鸟类和昆虫)的物候变化,也就是重大生命事件时间的改变。但此前,科学家从未记录到大型哺乳动物食肉动物出现由气候驱动的物候变化。阿布拉姆斯及其同事的研究表明,大型掠食者确实会对长期气候变化作出强烈反应,尽管它们在食物链中的位置“更远”。
在这项研究中,团队分析了他们与合作者在30多年间收集的数据,涉及生活在博茨瓦纳北部、面积超过1,000平方英里的区域内的60个非洲野犬群。这一物种每年冬季繁殖。幼崽出生后,会在巢穴与母亲相伴约3个月,之后才开始随群体迁徙和捕猎。
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阿布拉姆斯及其同事分析了非洲野犬母犬每年产仔的日期,并据此确定,在这项为期30年的研究期间,成年野犬的繁殖时间逐渐推迟,每十年约推迟一周。
耶鲁大学及生物多样性与全球变化中心研究员杰里米·科恩并未参与这项研究。他说:“气候变化使大多数动物物种的生命史事件提前到一年中更早的时候发生,而这项发现则是物种推迟生命史事件的罕见例子,其变化速度是各类动物物种平均变化速度的两倍。”
阿布拉姆斯认为,这种大幅变化很可能是该地区气温快速升高所致,也因为非洲野犬进化出了在狭窄“热适应窗口”内繁殖的习性。
团队利用长期种群统计数据计算每年有多少幼崽熬过育幼期。他们发现,育幼期的气温与存活率相关:育幼期气温越高,冬末加入野犬群的幼崽越少,这表明熬过育幼期的幼崽数量减少。
在这30年研究期间,日最高气温的平均值上升了约1.6摄氏度,即2.9华氏度。同一时期,年最高气温飙升了3.8摄氏度,略高于6华氏度。
阿布拉姆斯说,如果没有博茨瓦纳掠食者保护组织牵头开展的数十年详细野外观察,团队就不可能得出这些出乎意料的结论。
阿布拉姆斯说:“我们之所以能开展这项研究,是因为有这样一套针对大型掠食者的独特长期数据集,这非常罕见。它表明,这类数据对于研究气候变化将如何影响生态系统具有重要价值。”
博茨瓦纳北部的研究区域属于非洲野犬最大的连续栖息地。非洲野犬受到栖息地破碎化和丧失、疾病以及与人类冲突的威胁。国际自然保护联盟估计,野外仅剩约1,400只成年个体。
阿布拉姆斯说:“大型掠食者在生态系统中发挥着极其重要的作用,但我们对气候变化会给这些动物带来什么影响仍知之甚少。我们发现的这类由气候驱动的大幅变化,可能比原先认为的更广泛地存在于顶级掠食者中。因此,我们希望这些发现能推动全球其他掠食者种群的气候变化研究。”
这项研究发表于《美国国家科学院院刊》。
其他共同作者来自华盛顿大学、新南威尔士大学和博茨瓦纳掠食者保护组织。研究经费来自研究开展的30年间众多公共和私人捐助者。






