生态学家围绕Gloger定律的争论

majer @ 2021.01.07 , 16:30

从1800年代初开始,生物学家提出了一组生物形态特征如何反映环境与进化的经验规律。如其中一条认为,在炎热的气候下,动物具有较大的附肢(耳朵,喙),以帮助身体散热。另一条则说,同种动物中,体型最大的通常生活在近两极地区——如北极熊比中纬度的棕熊块头更大——因为较大的身体有助于保持热量。

以德国生物学家康斯坦丁·格洛格(Constantin Gloger)的名字命名的格洛格(Gloger)定律宣称,温暖地区的动物通常外表较暗,而寒冷地区的动物体色较浅。在哺乳动物中,较深的皮肤和毛发可以抵御紫外线,而紫外线在赤道地区更为强。在鸟类中,深色羽毛中特定的黑色素色素似乎可以抵抗细菌侵扰。

去年7月,中国地质大学的Li Tian和布里斯托大学的Michael Benton依据格洛格定律提出,随着全球变暖,大多数动物的体表色会变深。

但是《当代生物学》上的一系列讨论文章,包括本月的两篇论文表明,其他生物学家认为这有问题。“我有点吃惊”,鸟类学家Kaspar Delhey说,他住在澳大利亚,并为德国的马克斯·普朗克鸟类研究所工作。“我想,这还不足以定论吧。”

在过去的几年里,Delhey试图说服学界摒弃格洛格定律,并代以更准确的规则。“从一开始,它就太笼统。”部分原因是格洛格1833年的那本书“写得很烂。”

本月初,Delhey和3位同事在《当代生物学》上发表了对Tian和Benton的回应。他们的思路是,需要考虑温度和湿度。湿度会导致植物生长茂盛,从而为食肉动物提供阴影。因此,动物倾向于在潮湿的地方向暗体色发展,以更好地伪装自己。Delhey说,像塔斯马尼亚州那样凉爽潮湿的森林里往往生活着最深色的鸟类。

Delhey继续解释说,对于冷血小动物来说,如昆虫和爬行动物依靠外部热源,在寒冷的地方,它们的深色体表有助于吸收阳光。等全球均温提高,体表颜色就不再重要,所以它们反而会变浅。Delhey将此称为“热忧郁假说”。

Tian和Benton说,他们欢迎这些澄清。不过,在对Delhey的回应里,他们引用了这样的案例,芬兰的茶色猫头鹰是赤褐色或浅灰色,灰色可以在雪地背景下充当伪装色。但是由于芬兰积雪减少,赤褐色猫头鹰的数目从1960年代初期的约12%增加到2010年的40%。

但是他们承认,当温度和湿度同时变化时,预言动物体表颜色的变化就显得特别棘手。气候模型预测,亚马逊将变得更干燥,各方都同意那将让当地的动物变浅。但是西伯利亚的北方森林也可能会变得更热和更湿,在这种情况下,依据温度和湿度的预测会发生冲突。Benton说,与物理或化学不同,生物学定律“不是绝对的。不像万有引力。”

https://www.sciencemag.org/news/2020/12/will-climate-change-make-animals-darker-or-lighter

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