全球變暖冰雪融化，動物們展開換裝大賽換取生存

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（白靴兔的毛在夏天時是銹褐色的，到了冬天時就會轉變為白色。圖：Jaco and Lindsey Barnard / Mills Lab）

網易科技訊2月19日消息 據《大西洋月刊》報道，生物的性狀經自然選擇而來，北極熊一襲白衣是為了在冰雪世界捕食時隱藏自身，狼的褐色皮毛亦是同理。不過在如今這個氣候變化的時代，北極融化日益加快，當不再有白皚皚的積雪藏身，白靴兔和北極狐該如何應對才能更好地生存下去？

1920年12月4日，一名14歲的男童在在威斯康星州中部的森林中散步時看到了非同尋常的事物。

他撞見一群白靴兔，每個都有乾淨的白色皮毛。「它們在沒有積雪的落葉上跳來蹦去，那個月份異常溫暖，中旬之前幾乎未曾下雪。」一群白兔子在初冬深色的土地上活動，顯得異常引人注目，它們的一身白色本是為了在白雪中隱藏自身進化而來的。

這一場景給男孩留下深刻印象，13年後他在科學論文中再度提及兒時所見。這位少年即是華萊士·拜倫·格蘭奇（Wallace Byron Grange），年紀輕輕就表現出了與其中間名相稱的才華。格蘭奇22歲時被任命為威斯康星州首位狩獵監督官，今年27歲的他同時也從事動物主題寫作。在眾多課題中，他對白靴兔一年一度的毛色更替情有獨鍾。

大部分白靴兔會以一身白色進入新的一年。它們在雪地上靈動地跳躍，時隱時現仿若精靈。「到了深冬，表面的顏色變得有些斑駁，冬去春來大地解凍時，那白色已經有些髒了。」這時，換毛行動已經在悄悄進行。隨著春意漸濃，兔子體表的毛色從灰白相間完全變成棕色。

換句話說，白靴兔會改變毛色以適應棲息地地季節變化。這讓格蘭奇十分感興趣。「事實上，兔子外套顏色和氣候狀況之間存在非常明確的相關性……精確到不可思議。」

白靴兔並非唯一一種擅長換裝把戲的動物，它的同伴還包括北極狐、長尾鼬以及山地長耳大野兔等21中動物，這些動物會在一年中的不同時節改變皮毛顏色以適應環境變化。

正如前文中小男孩所驚訝的，從前，撞見一群白兔在無雪的地上亂跳是很罕見的事，然而隨著氣候變化，這一情形變得越來越普遍。隨著全球變暖，降雪和積雪在北半球的大部分地區變得稀少，野兔和狐狸日益發現自己與環境「不匹配」。

在過去的十年中，生態學家L·斯科特·密爾斯（L. Scott Mills）及其同事一直在研究換毛動物如何在氣候變化中倖存。團隊於上周四發表一份新的研究結果，指出換毛動物或許需要人類保護才能度過這場危機。

（瑞士洛桑動物園內的一隻北極狐。圖：Dominic Favre / AP）

20世紀80年代以來，生態學家們一直對全球變暖將如何破壞動植物的季節性節律感到憂心忡忡。眼下已有太多事讓他們擔心：蜜蜂衰落、花朵早早開放卻遲遲無法授粉，遷徙的候鳥早早返回，樹種傳播受到影響。很難判斷氣候變化造成的此類負面影響究竟有多大，因為以上問題同時也受到污染、森林砍伐和過度捕撈的影響。

密爾斯在十年前曾對瑞典的北極狐和喜馬拉雅山的雪豹進行過研究，他認為氣候變化就是白靴兔和其他換毛動物面臨的頭等威脅。「換毛這一行為是100%由氣候決定的。」他對記者表示。

目前已知的21種能夠在冬季換毛的動物大致可分為「棕變」（brown morphs）和「白變」（white morphs）兩種，完全由基因決定。「白變」物種在冬季生長出白色皮毛，「棕變」物種夏季皮毛的顏色則可保持全年。無論變或不變，動物的毛色都與當地環境保持匹配，以此增加自己的生存幾率。

實際上，野兔通常無法發現其毛色是否與環境匹配。20世紀90年代，密爾斯在加拿大邊境進行田野調查時意識到這一點。「當我在秋季和春季遊盪時，我開始看到越來越多的白色兔子在森林裡活蹦亂跳。」他對記者講。

「它就呆蹲那兒，毛色棕白相間。哪怕你靠近5英尺也不知道逃跑。」他說。「這有點令人尷尬。就好像你走近一個光身子的人，提醒他『老兄，你已經不再有偽裝了』。」

考慮到成功進化與毛色的密切關係，密爾斯試想自然保護主義者是否可以利用進化來拯救動物。如果氣候和進化聯袂造就了這一性狀，或許人們也可以據此來實現退化保育。

「最迅速的演化發生在環境變化最劇烈的地區，這基本上是生物定律。」他說。事情的關鍵是尋找到變化的地區，在白靴兔的例子里，就是要尋找同時出現棕色冬毛和白色冬毛的地區。密爾斯將這些地區稱為「多態區域」。如果這些多態區域被找到並進行保護，密爾斯認為演化將會自行發生，棕色冬衣數量逐漸增多，幫助物種生存下來。

問題是人們從未對兔子的顏色進行過精確統計。密爾斯團隊只能自己動手。此前數年，他們前往世界各地的26家自然歷史博物館，試圖通過檢查博物館中白靴兔的標本檔案找出兩種毛色共存的地區。

起初，他們嘗試找出所有21中換毛動物的多態區域。但是，在檢查了3000多個變笨之後，團隊發現，沒有足夠的樣本為這麼多物種標定多態區域。只有那些在冬季捕捉且帶有位置信息標本才有用，而大部分博物館標本都是20世紀初搜集製作的，符合條件的標本數量十分有限。（一個趣聞是，在被研究的標本中，其中一個出自美國前總統西奧多·羅斯福之手。）

經過數年努力之後，團隊為8個物種確定了多態區域：北極狐、三種鼬鼠和四種野兔。名單中並不包括唯一一種會季節性改變毛色的鳥類——雷鳥。哺乳動物季節性變色往往是因為生存壓力，而鳥類在發情期改變毛色主要是迫於擇偶壓力，雄性往往比雌性毛色更艷麗，這是因為鳥類擇偶系統的選擇權掌握在雌性手中。

雷鳥像白靴兔一樣會在秋季改變毛色，它是唯一有換毛習性的鳥類。「春天來了，雌性變成褐色。但雄性在雪融化後仍能保持雪白，並一襲白衣直到進入洞房。交配之際，兩隻鳥會找一灘稀泥然後在上面打滾。」他說。

這一行為表明雷鳥能夠意識到自己的毛色與季節不符。鳥類表現出行為的可塑性，個體能夠改變其習慣或行為以便覓食、交配或存活。「但我們不認為哺乳動物也會這麼做。」密爾斯說。

（圖A和圖B中顯示了加拿大和俄羅斯兩個北極大國中的多態區域，紅色重疊表示那裡是兩個物種共同的多態區域。圖C和圖D標記了美國和英國境內的多態區域，其中約有半數動物都是換毛動物。圖E中是一隻明顯穿錯衣服的小黃鼠狼。）

基因拯救策略——將多個種群混在一起換取整個物種的生存——能否奏效呢？最好的驗證方法還是野外實證。1960年代，蘇格蘭博物學家亞當·沃森（Adam Watson）——人送外號「毛皮老爹」（the daddy of coat color）發現野兔比起初看上去更好地適應了當地環境。蘇格蘭的山地野兔的毛色幾乎完美地與當地降雪時間保持了一致。如今密爾斯地團隊對同一地區的野兔進行調查，以確定野兔是否仍然適應當代氣候變化。

「鑒於研究的廣泛性和複雜性，這是一項了不起的研究，將氣候預測與動物性及保護聯繫到一起。」美國地質調查局的生態學家托尼·莫萊利（Toni Lyn Morelli）高度讚揚密爾斯的研究。「我不會說這是一個令人驚訝的故事，我認為這對大多數物種來說是有望成功的。」

她在郵件中還提到，由於數量少和多態性較低，生活在歐亞大陸北部的山野兔或將無緣基因拯救。

「這項研究著實顯示了博物館標本的價值，若沒有這些，多項工作將變得如此困難，幾乎不可能完成。」她補充道。事實上，世界各地的生態學家越來越多地將博物館標本作為研究先前時代的「時間膠囊」。外媒此前報道，科學家藉助芝加哥博物館中的鳥類標本，對100年前芝加哥的空氣污染狀況進行了追溯研究。生態學家甚至還從舊標本中發現了此前未被漏掉的新物種。

另一位名叫扎克伯格的生態學家稱讚密爾斯的研究具有開創性，但同時也指出，目前的保護區域與地圖上推薦的地區存在差異。扎克伯格與同事們研究發現，由於毛色未能與環境變化匹配，白靴兔已經從威斯康星州中部森林中消失了。「三、四十年前，那裡的白靴兔十分常見。」他說。但如今，它們都不見了。

「白靴兔消失的地區正好也是那些積雪狀況變化最大的地區。」他說道。「這是你能在野地看到的事實。我們認為這是造成州內山野兔活動區域縮小的因素之一。」

1920年12月4日，一個14歲男孩在樹林里閑逛時被看到的情形震驚：一群雪白的白靴兔在黑土地甚是扎眼。如今一個世紀過去，同一片土地上已看不到這種兔子了。（孫文文）

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