人類使用化石燃料（石油、煤炭等）或砍伐森林并焚燒時，會產(chǎn)生大量溫室氣體，導(dǎo)致地球溫度上升。全球氣候變暖使全球降水量重新分配，冰川和凍土消融，海平面上升……這將危害生態(tài)系統(tǒng)的平衡，也會威脅人類生存。

　　19世紀(jì)初，生物學(xué)家開始研究生態(tài)環(huán)境以及生物的進化隨著氣溫變化會受到何種影響。最近，相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，炎熱的氣候或?qū)⒂绊憚游锏纳眢w特征甚至體表顏色。

　　動物體表顏色變化的爭論

　　有些研究人員認(rèn)為，炎熱的氣候下，動物的附屬物（比如耳朵或者喙）將會變得更大，以幫助自身散熱。也有研究人員認(rèn)為，動物的體型大小會受到氣溫的影響，在同一物種中，體型最大的動物通常居住在離兩極更近的地方，比如北極熊的體型就比生活在中緯度地區(qū)的棕熊要大得多，這是因為更大的體型有助于保持熱量。

　　以德國生物學(xué)家康斯坦丁·格洛格（Constantin Gloger）命名的格洛格氏定律，是專就鳥類及哺乳類動物總結(jié)的現(xiàn)象。該定律認(rèn)為，相同的或親緣關(guān)系相近的種類，在干燥寒冷氣候下生活的，比在濕潤溫暖氣候下生活的黑色素更少，呈現(xiàn)更鮮明的色彩。也就是說，溫暖地區(qū)的動物通常外表更暗。

　　研究人員認(rèn)為，哺乳動物深色的皮膚和毛發(fā)能更好地抵御紫外線的傷害，鳥類深色羽毛中的特異性黑色素似乎可以抵抗細(xì)菌侵襲，使這些動物更好地適應(yīng)靠近赤道地區(qū)炎熱的氣候，以及熱帶雨林潮濕的環(huán)境。

　　2020年7月，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室的田力和布里斯托大學(xué)的邁克爾·本頓（Michael J。 Benton）在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）發(fā)表研究論文，系統(tǒng)介紹和總結(jié)了7個以發(fā)現(xiàn)者命名的生物法則（從達爾文時代到上世紀(jì)晚期），這些法則歸納了生物生態(tài)/分布與地理氣候分區(qū)的重要關(guān)聯(lián)。

　　七位著名生物/生態(tài)學(xué)家和以他們姓氏命名的生態(tài)地理法則（圖源：Current Biology）

　　研究人員依據(jù)這些經(jīng)典法則，闡釋了如何根據(jù)生態(tài)地理法則，從附屬物大小、生理學(xué)、生活史特征、分布和顏色等方面預(yù)測動物將怎樣適應(yīng)未來的氣候變化。論文中共有7條預(yù)測，在動物體表顏色變化方面，研究人員認(rèn)為，昆蟲、鳥類和哺乳動物的體色會加深。

　　田力和本頓的論文引起了研究人員的廣泛討論，2020年12月，澳大利亞的鳥類學(xué)家卡斯帕·德爾萊（Kaspar Delhey）在《當(dāng)代生物學(xué)》發(fā)表論文，作為對田力等人此前研究的回應(yīng)。

　　德爾萊及研究團隊認(rèn)為，物種如何適應(yīng)未來的氣候變化，是現(xiàn)代生物學(xué)的關(guān)鍵問題。預(yù)測這種變化的方法之一，就是從我們對當(dāng)前空間格局下表型變異情況的了解中進行合理推測。表型變異指的是，基因型相同的個體因外部環(huán)境條件狀況的差異形成不同的表型。

　　氣候變暖能讓動物“變色”？

　　與田力等研究人員的觀點不同，德爾萊認(rèn)為，如果氣候變暖，顏色更淺的動物適應(yīng)性會更好。雖然潮濕環(huán)境（如熱帶雨林）中植被及陰影更多，使深色動物更容易偽裝，但目前只有有限的證據(jù)支持“溫度升高時，自然選擇傾向于較深的顏色”。

　　最近的比較研究表明，當(dāng)濕度和溫度分開時，溫度效應(yīng)通常有相反的跡象，即較冷地區(qū)的動物體表顏色更深。這與另一種生態(tài)地理模式的預(yù)測一致，即熱黑色素假說（the thermal melanism hypothesis，簡稱TMH），該假說認(rèn)為，深色（膚色反射率較低）個體在涼爽的氣候中具有優(yōu)勢，比淺色（膚色反射率較高）個體升溫更快，容易達到更高的平衡溫度。

　　當(dāng)然，這個假說最初是針對節(jié)肢動物或爬行動物等冷血動物提出的，較冷的環(huán)境中，深色動物因為較深的顏色更容易吸收太陽輻射，有助于體溫調(diào)節(jié)。顏色在體溫調(diào)節(jié)中的關(guān)鍵作用，意味著如果氣候變暖持續(xù)下去，這種特性很可能成為未來自然選擇的變化趨勢。

　　首先，生活在氣候變得炎熱干燥地區(qū)的動物，其顏色應(yīng)該會變得更淺，這是由于較高的溫度和較低的降水都應(yīng)選擇較淺的顏色（如圖中A所示）。

　　其次，生活在變暖和潮濕地區(qū)的動物，由于相反的選擇壓力（即高溫環(huán)境下，淺色個體的適應(yīng)性更好；潮濕環(huán)境下，深色個體適應(yīng)性更好），其顏色變化可能不太明顯。溫度或降水的影響占主導(dǎo)地位，可能取決于溫度調(diào)節(jié)與偽裝的相對重要性，而這一問題與生物分類有關(guān)。

　　如圖中B所示，那些預(yù)計會變得更加溫暖濕潤的地方（如北方針葉林地區(qū)），動物體表顏色的變化更難預(yù)測。對冷血生物（如昆蟲）來說，體溫調(diào)節(jié)的選擇可能會起到更重要的作用，它們的體表顏色會向淺色轉(zhuǎn)變；對內(nèi)溫動物（如鳥類）來說，體溫調(diào)節(jié)與偽裝相比，可能就沒那么重要了，它們的體表顏色很可能向深色轉(zhuǎn)變。

　　德爾萊及研究團隊認(rèn)為，當(dāng)氣溫升高時，動物的體表顏色應(yīng)該會向淺色轉(zhuǎn)變，但這只是一般模式，這種變化可能會因其他氣候變量而改變。此外，特定環(huán)境條件可能導(dǎo)致特定區(qū)域的獨特變化。例如，當(dāng)氣候變暖導(dǎo)致積雪減少時，動物不再需要應(yīng)對積雪環(huán)境的淺色偽裝，很可能導(dǎo)致體表顏色變深。

　　對自然界的動物來說，氣候變暖是實實在在的生存考驗，被迫改變體表顏色和身體形態(tài)才能存活。小小的改變對動物來說都“事關(guān)生死”，我們應(yīng)該義不容辭地保護環(huán)境，不僅為了人類自身，還有與我們一起享用這個世界的萬千動物。

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