蝴蝶如何应对气候变化

长尾蓝蝶(也叫“亮灰蝶”),因其翅膀上拖着细长的“尾巴”、身上泛着蓝色的荧光而得名。在非洲和欧洲南部长尾蓝蝶很常见,但它很少冒险到英国那么遥远的地方去。自1859年科学家在英国南部海岸首次发现长尾蓝蝶以来,大部分时间里每年也只有几十只被发现。但在最近大约十年里,英国南部夏末出现了越来越多的长尾蓝蝶。例如,在2019年,几名园丁在花园里发现了50多只长尾蓝蝶成虫及数百枚卵。这令蝴蝶爱好者们激动不已,但对于自然保护主义者来说,这不是件好事。蝴蝶已经受到由人类活动导致的气候变暖影响,这非常令人担忧。虽然长尾蓝蝶可以通过扩大活动范围来减少气候变暖带来的负面影响,但绝大多数野生动物却无法这么做。

长尾蓝蝶的向北迁徙让我们重新思考:人类活动给动物带来了一些什么影响?动物能够应对这些影响吗?科学家认为,观察蝴蝶是回答这些问题的最好方法之一,因为生命周期短暂、自身又很脆弱的蝴蝶具有独特的启示意义。为了适应不断变暖的环境。蝴蝶发生了哪些变化?从它们身上,我们能否看到气候变化怎样从整体上影响生物多样性?

近10年,英国南部夏末出现了越来越多的长尾蓝蝶。

蝴蝶提供线索

事实上,蝴蝶也无法轻松应对气候变化,全世界蝴蝶的种群数量在急剧减少。在英国,长尾蓝蝶出现前,大多数本国蝴蝶的数量已经持续大幅减少。凡是有可靠数据记录的地方,都出现了类似情况。例如,自1890年以来,荷兰的蝴蝶数量减少了80%以上,美国有26种蝴蝶濒临灭绝,这在很大程度上是由于栖息地面积减少和大量使用杀虫剂。现在,气候变化也在威胁蝴蝶生存。从恶劣天气到植物生命周期改变,这一系列可能由气候变化引发的错综复杂的影响,使人们难以破译任何特定物种衰退的原因。然而,蝴蝶为探索这个谜团提供了线索。

相对于其他昆虫,人类对蝴蝶具有较为详尽的记录资料。长期以来,科学家和一些蝴蝶爱好者都在收集关于蝴蝶来来去去的资料。因此,蝴蝶可以作为因气候变化造成的影响的早期指示器。通过对它们的研究,我们发现了人类导致的全球变暖正在发生的第一个迹象。这个迹象告诉我们,哪些物种可能有能力适应全球变暖的变化。

自20世纪80年代以来,在加拿大,虎凤蝶和东方虎凤蝶分布的区域已向北移动了40千米。

对全球变暖引发的最明显的反应之一,就是物种从赤道迁移到更冷的两极。作为依靠气候来调节体温的冷血动物,蝴蝶对气候变暖很敏感。它们短暂而复杂的生命历程,也让它们对气候变化的反应能很快显现出来。这种快速反应赋予了它们比大多数动物更强的适应能力。许多种类的蝴蝶每年都不止繁殖一代,因此与寿命较长的哺乳动物或鸟类相比,蝴蝶承受着被快速淘汰的压力。不过,蝴蝶丰富的多样性、多种生命形态和多样化的生态位,为它们应对环境变化提供了更多的机会。

蝴蝶是受气候变化影响较为敏感的昆虫代表,而长尾蓝蝶向北迁徙绝非这方面唯一的例子。最近一项研究表明:自20世纪80年代以来,加拿大虎凤蝶和东方虎凤蝶分布的区域已向北移动了40千米,其他种类的蝴蝶也在向高海拔地区迁徙。随着气候变暖,高海拔地区的气温给它们提供了更适合的温度。

已经无处可逃

那些适应寒冷的蝴蝶物种已经迁徙到更高海拔地域安家,但之后它们也将无处可去。可以说,它们正被推到灭绝的边缘。例如红眼蝶,它是一种生活在英国和苏格兰北部地区的山地物种,喜寒冷潮湿的环境,红眼蝶的这种特殊习性决定了它们只能在特定环境中生长、繁殖。过去人们曾在海拔200米的地区发现过它们,而现在它们已经被迫迁徙到海拔500米、600米甚至更高的地方。但英国最高的山峰也不过海拔1000余米,因此留给这个物种的生存空间已经不多,将来它们可能会因为气候变暖而灭绝。

实际上,世界各地的蝴蝶都容易受到气候变化的影响。随着气温上升,很多蝴蝶会在一年中提早出现。2019年,科学家在分析了130种蝴蝶后发现:随着气温上升,那些每年有多个繁殖周期的蝴蝶种类在自己喜欢的栖息地仍具有一定的适应性,但那些依赖特定种类、数量有限的植物来喂养幼虫的蝴蝶种类则可能遭遇灭顶之灾。这是因为早熟会导致它们的繁殖时间与寄主植物的生长周期不同步。

红眼蝶已经被迫迂徙到海拔500米、600米甚至更高的地方。生活在英国的红边小灰蝶也开始吃天竺葵。

不过,有的蝴蝶种类也能找到新的生態位。例如,欧洲大陆的红边小灰蝶幼虫主要以天竺葵为食,但在英国它们更喜欢以岩蔷薇为食。此前人们认为,出现在英国的这些红边小灰蝶已经演化成一个特化亚种,和欧洲大陆的同类不再是同一个物种。但随着气候持续变暖,人们发现,生活在英国的红边小灰蝶也开始吃天竺葵。

科学家认为,植物本身并不是影响物种特化的重要原因,植物创造的微气候反而更加重要——天竺葵能够创造一片更凉爽的栖息地。英国红边小灰蝶开始吃天竺葵这个现象,引出了一个有趣的问题:是什么引发了物种特化?某些物种特化的关键原因并非是寄主植物的特性,而是这些植物能够提供什么样的栖息环境。也就是说。植物创造的栖息地微气候增强了这些物种对抗气候变化的能力。

以进化应对气候变化

相对于改变习性和栖息地,蝴蝶能否通过进化来应对气候变化呢?科学家发现,如果自然选择压力足够大,那么进化的脚步就会很快。许多昆虫都证明了这点。因此,科学家相信蝴蝶也具有这种适应能力。但这很难得到验证,因为我们需要用前几十年里的实验数据与现在的数据进行对比,看看蝴蝶的性状随时间而发生的改变。

尽管如此,科学家在对北美落基山脉蝴蝶的研究工作中还是发现了黄粉蝶的进化现象。2020年初,他们重复了1971年的一项实验:研究蝴蝶翅膀的色素沉积。他们发现,在过去的49年里,这些蝴蝶不仅进化出了颜色更淡的翅膀,而且进化出了根据蛹期环境温度不同来调整翅膀颜色的能力,这两种能力都能帮助它们更好地应对气候变化。

然而,这并不代表蝴蝶的进化速度可以一直跟得上气候变化的脚步,否则就不会有灭绝的种类了。事实上,快速进化只会发生在那些繁殖周期短、速度快的物种身上。科学家发现,那些对栖息地和寄主植物不挑剔的物种,特别是一年繁殖一次以上的物种,最能在短期内应对气候变化。同时,面对气候變化时,即使一些蝴蝶可以找到新的环境,也会因它们的生命周期与它们的寄主植物的生长周期不同步而受到影响。试想,如果购物中心和商业街失去各有特色的独立商店。只剩少数几家模式一样的连锁店,那么商圈就会变得越来越单调。生物圈也是这个道理,以前承载着各种物种的生态系统将变得越来越同质化。因此,气候变化最终可能会导致珍贵的稀有物种灭绝,而常见的物种数量不断增加,丰富多样的生态系统会变得越来越单一。

在过去的49年里,黄粉蝶不仅进化出了颜色更淡的翅膀,而且进化出了根据蛹期环境温度不同来调整翅膀颜色的能力。

从长远来看,即使是适应能力强也不能迅速应对气候变化。科学家发现,从地理位置看,随着气温升高,蝴蝶所在的海拔与它们实际上应该上升到的高度并不一致,主要原因是已经没有可以让它们上升到的更高海拔的栖息地。因此,除了大幅减少碳排放以减缓全球变暖的速度外,我们只能尽可能保护和扩大各种自然保护区,建立物种丰富、大型、稳定的栖息地网络,让蝴蝶找到自己的栖息地。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午9:40。
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