研究人员评估鸟类如何应对自然选择以跟上气候变化

鸟类需要适应气候变化，但进化是一个缓慢的过程。大山雀等模式物种是我们预测气候变化对自然影响的能力不可或缺的标准。荷兰生态研究所(NIOO-KNAW)的一个团队利用创新方法，一睹鸟类的未来。

物种能否跟上即将到来的气候变化?他们的适应速度有多快?我们需要先了解这一点，然后才能正确预测气候变化对整个自然的影响。研究负责人马塞尔·维瑟强调说：“了解这一点很重要，因为气候变化和进化需要保持相对均匀的速度，以便物种跟上。”

回到未来

“这就是为什么我们开始研究未来的大山雀，”维瑟解释道。“在未来几十年里，自然选择将产生具有特定基因组成的鸟类。为了预测这些鸟类对自然选择的反应程度，我们通过对鸟舍中基因早熟和晚熟的鸟类进行人工选择来加速进化。我们然后把这些蛋带到德霍格费吕韦国家公园的长期种群中，看看它们的后代与野生大山雀相比表现如何。”

“在森林里，最早的鸟类实际上比那些晚产的大山雀更早产卵，”研究员梅兰妮·林德纳补充道。“所以我们能够成功地选择它们在早春或晚春产卵。但是最早的鸟类产卵并不比森林中繁殖的野生大山雀早得多，而我们选择晚产卵的鸟类，确实有一个明显较晚的产蛋日期。”

最终，这些早期的鸟类并没有比野外的鸟类更成功地繁殖。“事实证明，对早产日期的遗传适应是一个极其缓慢的过程。”该研究结果发表在《科学进展》杂志上，林德纳为第一作者。

早鸟或晚鸟的选择是如何进行的?概述。图片来源：MelanieLindner和MarcelVisser/NIOO-KNAW

生态关系问题

气候变化给大山雀等食虫鸣禽带来了严重的生态关系问题。它们的时间不再与它们幼崽所吃的昆虫的时间相匹配：森林中的“毛毛虫峰”和幼年大山雀孵化的时刻不再重合。因此，它们错过了最大、最多汁、蛋白质最有营养的毛毛虫。改变它们的时间可能是一个解决方案，但直到现在还不清楚这些鸟实际上可以提前多长时间产卵。

那么，未来十年，巨乳会发生什么变化呢?“我们现在看到的是，气候变化对他们来说实在是太快了，”马塞尔·维瑟说。“它们将无法充分适应。特别是在最恶劣的气候条件下，鸟类将越来越落后。”结果，羽翼未丰的大山雀数量将会减少。

伪装

那么，为什么我们目前还没有看到大山雀数量的下降呢?“目前，人口影响通过密度相关过程得到缓冲，”维瑟说。气候变化的真正影响目前正在被“掩盖”：每十只小鸡中，通常有八到九只会在第一年因捕食、疾病、食物短缺、竞争或运气不好而死亡。但如果其中三只在羽翼未丰之前就因气候变化而死亡，那么剩下七只的机会就会提高。将会有更多的食物可供供应，竞争也会更少。“但是有一个限制。”

“每年的天气变化也很大，这使得测量对野外鸟类的影响变得更加困难。在多年的研究中，野生大山雀和它们的食物之间的不匹配——冬蛾的毛毛虫——竟然小得出奇。”

那么我们还需要了解什么?维瑟提出了一些建议：“现在我们已经研究了气候变化对橡树、冬蛾和大山雀等相对简单的食物链的影响，现在是时候看看我们是否可以包括更多的物种，这些物种共同构成了建立一个食物网络。例如整个费吕韦。”

这正是即将于今年7月启动的大型LTER-LIFE计划的目标之一：开发生态系统的“数字双胞胎”，以帮助预测全球变化如何影响自然。Veluwe自然区域将是第一个案例。