德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项研究揭示了温度和动物身体部位大小变化之间发生的微妙但以前知之甚少的进化之舞的新线索。这项新研究提供了有关动物(尤其是鸟类)如何适应全球气候变化导致的气温迅速上升的重要见解。

这项发表在《自然通讯》上的研究研究了近7,000种陆生非候鸟(几乎占所有鸟类物种的三分之二)，并重点研究了鸟类形态如何沿着环境温度和其他选择因素的梯度进化。

生物学中两个被广泛接受的“规则”表明，随着局部温度的变化，动物很可能通过改变身体和四肢的大小来调整其传热能力。伯格曼的规则指出，较冷的气候会产生较大的物体，因为它们有助于保留热量，而较小的物体则有助于散发热量。因此，北极熊的肩高是赤道地区马来熊的2.5倍多。

艾伦规则涉及四肢，如四肢、耳朵和喙，指出寒冷气候下的动物往往有较小的四肢，因为四肢的表面积往往大于体积，并且特别适合散热。例如，北极野兔进化出了短腿和耳朵，而沙漠长耳大野兔进化出了非常长的腿和耳朵。

“问题在于，我们对生态学的了解告诉我们，改变身体和四肢的大小可能会产生问题，”德克萨斯大学奥斯汀分校综合生物学副教授、该论文的主要作者卡洛斯·博特罗(CarlosBotero)说。

例如，如果体型减小，鸟类可能无法像它们的祖先那样捕猎相同的食物。同样，如果喙的平均大小或形状发生变化，鸟类的觅食效率可能会降低，或者难以发出典型的交配叫声。

毫不奇怪，许多先前的研究未能找到这些预测的证据，而且这些所谓的生物学规则目前存在争议。这项新研究可以澄清这一争论，因为它表明，尽管生物学家卡尔·伯格曼和动物学家乔尔·阿萨夫·艾伦预测的模式在野外发生，但这两种不同的机制在鸟类谱系中相互补充。

该研究的研究人员还想弄清楚为什么少数鸟类家族仍然遵循大多数其他鸟类家族似乎规避的规则。他们发现，在许多案例中，所涉及的物种都遇到了某种自然限制。

例如，猫头鹰主要通过调整身体尺寸来应对温度梯度，北极大灰猫头鹰的身体接近2英尺长，而它的亲戚、生活在热带地区的中美洲侏儒猫头鹰只有约5英寸长。然而，这些鸟有高度特化的喙，大小几乎相同。

“当你的狩猎策略取决于你喙的大小和形状时，你最不想改变的就是这种结构，”圣路易斯华盛顿大学波特罗研究生、该论文的第一作者贾斯汀·鲍德温(JustinBaldwin)说。“因此，仅改变身体尺寸可能问题不会那么大。”

另一个例子涉及捕蝇器。簇绒山雀霸鹟生活在南美洲最寒冷的地区，有一个小喙，这有助于它保留热量。它的近亲船嘴鹟的嘴相对较大，生活在热带较温暖的地区。两者的体型都很小。

鲍德温说：“当你的规模已经很小并且需要散热时，可能很难变得更小，因此下一个最佳选择是扩大账单。”

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