气候变化正在极大地改变我们的世界。气温升高、降雨模式变化、海平面上升、野火频发和海冰融化都正在影响着鸟类及它们的栖息地。

但气候变化可能会对鸟类产生另一种不那么直观的影响：大量科学研究表明，鸟类的身体形状正在逐渐变化——它们的翅膀在变长，与此同时它们的身体也正在变小。

根据去年晚些时候发表在《科学进展》上的一项研究，自20世纪80年代以来，亚马逊鸟类的身体变小了，而翅膀则变长。在综合考虑了其他因素后，研究人员发现，鸟类的身体变化与气候变化引起的气温上升和降水变化密切相关。

这些结果来自巴西亚马逊河流域77个不同物种和1万多个鸟类个体的数据，它们支持了一种新的研究方向：多项研究表明，鸟类（和其他动物）因温度升高而身材变小。在2010年对宾夕法尼亚州捕获的鸟类进行的一项研究中，科研人员发现，自1961年以来，249种鸟类中有197种的平均体重有所下降，而它们的翅膀长度则保持不变（甚至有所增加，具体取决于物种）。

另一项由密歇根大学和菲尔德自然史博物馆联合进行的研究也得出同样的结论。每年，菲尔德博物馆的收藏经理戴维·威拉德都会测量在芝加哥因建筑碰撞而死亡的鸟类的尸体。自1978年以来，每年春天和秋天，数百万候鸟都会经过这座城市，到达它们季节性的家园，40年来，他从52个物种中收集了大约70000只鸟类个体。

由野外博物馆鸟类学家保管的灰冠虫森莺(Vermivora peregrine)和原始分类记录

摄影: Kate Golembiewski

通过使用威拉德数十年来收集的形态学数据和从NASA获得的温度记录，研究人员确定了鸟类体型与其繁殖地夏季平均温度之间的重要关系。随着温度的升高，研究中的所有物种都变小了，跗跖骨的长度平均减少了2.4%，跗跖长度是一种衡量体型指标的重要参数。

研究人员还比较了短期波动，以佐证这一联系，发现身体大小的变化与前一年的温度变化一致。通过观察短期波动，使得体型变小和温度升高之间的因果关系更加明确。

该研究的合著者威拉德说，40种鸟类的翅膀长度平均增长了1.3%，其背后的原因尚不清楚，但研究人员认为，这可能是鸟类为了继续完成有效的迁徙而对较小的体型进行补偿的一种方式。

在以色列，20世纪后半叶以来，夏季最低气温平均每十年上升0.26℃。伯格曼法则预测，在温血动物中，来自温暖地区的种族比来自寒冷地区的种族体型要小。根据这一规律，许多研究报告了化石动物的体重与世界各地独立确定的古气候变化之间的一般相关性。利用博物馆标本，科学家们发现，在1950年至1999年间，以色列五种雀形目留鸟的体重和跗跖骨长度下降。在这一时期，四个物种（优鸦山鹪莺Prinia gracilis、家麻雀Passer domesticus、白眶鹎Pycnonotus xanthopygos和萨丁尼亚莺Sylvia melanochela的体重显著下降。在此期间，两个物种（优鸦山鹪莺和家麻雀）的跗跖骨长度也显著下降。萨丁尼亚莺、白眶鹎和凤头百灵 Galerida cristata的身体状况（体重与跗跖长度之比）有所下降。这表明，上述体重和跗跖骨长度的下降是由于全球变暖，符合伯格曼定律。上述解释并不排除其他因素（如食物供应减少）导致体重下降的可能性。这些下降可能对鸟类物种间的群落结构和竞争产生严重影响，并可能影响小型雀形目鸟类的生存。

虽然此类研究正在形成一种模式，但目前几乎没有研究涉及为什么会发生这种情况。科学家们现在拥有的只是理论。

这些变化是否无处不在？

在进行深入探讨之前，让我们首先明确一点：并非所有的鸟类都在变小。虽然以上几项分析（每项分析都包括几十个物种和数千个个体）表明鸟类因气候变化而体型变小，但也有其他研究显示了看似相反的结果。

在某些地方，鸟类似乎变得越来越重或翅膀越来越短。在一项对加州鸟类的研究中，研究人员发现，在40年中，鸟类的体重增加了（尽管增量很少），但在同一时期，鸟类的翅膀长度也增加了。在一项对越冬鸭子的研究中，研究人员发现法国的野鸭随着时间的推移越来越重。西班牙的研究人员发现，普通夜莺的翅膀在20年后变短了。

在某些地方没有发现这种体型变小的趋势，并不意味着在宾夕法尼亚州、芝加哥、巴西或以色列进行的研究没有意义。相反，它反映出气候和生态变化的复杂性。气候变化的区域影响差异很大。加州蓝湖综合生态研究中心的生态学家维泰克·吉里内克领导了这项亚马逊流域的研究，他认为，在一些地方，气温升高或降水量变化可能会增加食物的可获得性，他说：“除了温度和降水量的变化外，这些鸟类还可能正在经历其他情况。真的很难把其中一些线索分开。”例如，对于越来越胖的法国野鸭，研究人员已经得出结论，是较温和的冬天使野鸭在这个季节体重增加。

“我不认为我们的论文已经证明所有的鸟类都在变小，”领导了芝加哥项目的密歇根大学生态学家布里安·韦克斯说，“该研究只是证明，在某些系统中，所有种类的鸟类都完全有可能变小。”

为什么鸟类在变小？

在那些鸟类看起来确实在变小的地方，研究人员对其原因有一些猜想。

一种解释可以归结为物理学：更大的物体吸收更多的热量。在生物学方面，伯格曼法则假定温血动物在寒冷气候下体型较大，在温暖气候下体型较小。这是因为体积较大的物体可以保存热量，而体积较小的物体则能更快地散发热量。伯格曼定律也解释了为什么一小杯咖啡比一大杯咖啡冷却得更快：较小的物体具有更高的表面积与体积比，这意味着与吸收热量的较冷空气接触更多。

之前的研究已经发现伯格曼法则的确适用于鸟类，一般来说，生活在温暖环境中的鸟类比生活在寒冷栖息地的鸟类要小。吉里内克和韦克斯都认为这是这些鸟类群体正在变小的一个可能的解释。就像人类在太热时会经历热衰竭和中风一样，鸟类也会因过热而感到压力。为了避免过热，尺寸较小可能是有利的。在这种情况下，体型较小的鸟类可能比体型较大的鸟类更能在温度更高、气候变化更大的环境中生存，尤其是在亚马逊雨林这样的温暖环境中。

科学家布鲁纳·阿马拉尔跪在森林地面上测量一只黑脸蚁鸫(Formicarius analis)。1979年至2019年间，研究人员在亚马逊雨林使用雾网捕获了来自77个物种的10000多只鸟类，在这40年间，所有77个物种的体型都缩小了。

摄影: Vitek Jirinec

与此同时，气候变化可以带来许多生态效应，如疾病和其他环境连锁反应，导致鸟类增重或减重。即使是简单的温度和降水变化也可能影响鸟类在特定区域觅食的能力。以体型较大的法国鸭子为例，研究人员认为温暖的冬天会产生更多的食物。在其他栖息地，气候变化可能反而会减少许多鸟类的食物选择，食物减少意味着鸟类生长的能量减少。

然而，杰里内克说，鸟类翅膀越来越长的现象使这一理论变得复杂。“如果这是真的，很难证明增加翅长是合理的，因为这也需要能量。”

芝加哥项目的另一位作者，密歇根大学进化生物学家本·温格同意并补充说，最新研究中所涉及的广泛物种使得食物相关的理论似乎不太可能。在他看来，很难相信所有研究物种的食物资源都会以不同的饮食方式均匀减少，然而，支持全球气温升高的数据已经非常可靠。我们不知道气候变化是如何影响每种鸟类的饮食的，但我们知道几乎所有的鸟类都经常暴露在比过去几十年更热的温度下。

为什么有些鸟的翅膀变长了？

翅长增加背后的原因就更不清楚了。

飞行是大多数鸟类生活中非常重要的一个方面，翅膀长度的任何变化都可能与飞行适应性直接相关。例如，芝加哥的研究人员提出，长翅膀有助于鸟类长途迁徙。

测量棕冠蚁鸫(Pittasoma rufopileatum)伸展的翅膀，这种鸟是许多亚马逊鸟类中的一种，自20世纪80年代以来，它的体重明显变轻，翅膀变长。科学家们怀疑气候变化是这一趋势的背后原因。

摄影: Vitek Jirinec

然而，在亚马逊流域项目中所涉及的鸟类都不是候鸟。对于这一点，温格说：“也许这不仅是对迁徙的反应，而是对更普遍的常规飞行需求的反应，因为身体正在变小。”飞行是一项能量密集型活动，体型较小的鸟类在空中为自己提供能量的脂肪和肌肉较少。所以，随着体重的下降，翅膀的长度可能会增加，以弥补肌肉力量的减少。不幸的是，这是一个很难验证的假设。“你必须把鸟放在风洞里才能看明白，”吉里内克说。

另一种被称为艾伦法则的理论认为，温血动物在更热的气候下四肢更长。例如，生活在亚利桑那州沙漠中的羚羊兔（Lepusalleni）的耳朵比生活在寒冷的北方地区的亲戚白靴兔(Lepusamericanus)长得多。更大的端肢有更多的表面积，可以更好地释放热量，这是在炎热的地方保持凉爽的重要适应产物。但吉里内克和韦克斯认为，目前没有任何现有数据支持艾伦法则对鸟类的影响。首先，翅膀的长度是从“腕关节”到最长飞羽的末端。羽毛不会散发热量，只有身体有血液流动的部位才能散发热量，这意味着翅膀长度指标并不一定和热量释放相对应。

这些变化是否证明鸟类正在适应气候变化？

与我交谈过的所有研究人员都指出，我们还不知道体型变小否有益于鸟类。体重历来被用作健康的衡量标准：一个物种中体型较小的鸟类通常被认为是不太健康。鸟类最近的小型化可能是面临更大压力的产物，在这种情况下，结果可能不会导致更好的生存机会。

例如，吉里内克和他的合作研究人员发现，随着时间的推移，巴西亚马逊地区经历种群下降的鸟类也在经历同样的体重下降。他说，如果体型变小在气候变化下会自动带来优势，那么不清楚为什么体型变小的物种数量反而会减少。无论怎样，鸟的体型变小都是有限制的。“不能无限制地缩小，”吉里内克说。“在某个时刻，它将达到一个阈值，超过这个阈值，种群数量将会下降。”

不管原因是什么，这是一个令人担忧的趋势。“体型的重要性无论怎么说都不算夸大，”温格说。“动物的生态、饮食、新陈代谢和寿命都与它的大小直接相关。”

“如果身体尺寸在变化，那么这可能意味着其他很多事情也在变化。”

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观鸟者

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