兰花“忘记”授粉，雪兔来不及换装……全球变暖，动植物们已经开始懵圈了
全球变暖导致很多地区春天提前、秋天迟到，但并非所有物种都能以同样的节奏适应气候变化。
随着季节的变化，世界各地每年都会呈现一场复杂的芭蕾舞式表演。每当霜冻消融时，春天就来了，北半球的树木也开始长出绿芽，孵化出来的毛毛虫吞食着树叶沙沙作响，蜜蜂和蝴蝶忙着为花朵授粉，而候鸟也会离开南半球，飞到数千英里之外的北方去产卵和觅食昆虫。
所有这些物种都是依赖环境信息使彼此保持同步的，就像芭蕾舞演员根据管弦乐曲展现美妙绝伦的表演一样。
但是全球变暖正在改变这种乐曲，世界上一些地区的春天比几十年前提早几个星期到来，但并非所有物种都能以同样的节奏适应气候变化，有些物种逐渐出现不一致的步调。
研究季节触发动植物变化的科学家们有一个术语：物候不匹配。他们还在试图弄清楚这种不匹配的情况——比如一朵花在它的授粉者现身之前就已经盛开——究竟是怎样影响生态系统的。
在某些情况下，物种可能只是通过改变活动范围或吃不同的食物适应季节变化。但是，美国地质调查局国家气候变化与野生动物科学中心的生物学家马德琳?鲁宾斯坦（Madeleine Rubenstein）表示，如果物种不能迅速适应，这些不匹配可能会产生严重的负面影响。
芬兰自然历史博物馆的博士后研究员安德里亚·桑吉里（Andrea Santangeli）说：“回顾地球的气候史，你会发现之前从未有过如此剧烈而迅速的气候变化。物种必须迅速对此做出反应，这是史无前例的。”
物种面临全球变暖的威胁众多，物候不匹配只是科学家们目前发现的一种威胁。以下是5个物候不匹配的例子：
白山千乌兰的授粉情况令人担忧
早期的白山千乌兰（spider orchid，又名蜘蛛兰花）依靠拟态进行繁殖。它的球状深红色外形看起来就像昆虫一样，每年春天都会释放出一种信息素，这种信息素会欺骗孤独的雄蜂，使其误认为白山千乌兰是交配的伴侣——这是授粉的关键一步。
▲白山千乌兰
科学家们称之为拟交配的计策是有效的，因为白山千乌兰在每年春天的特定时期都会开花——在孤独的雄蜂从冬眠中醒来后不久，而雌蜂尚未出现之前。
但英国2014年的一项研究显示，随着春天的提前到来，雌蜂出现的时间越来越早，并引诱雄蜂远离“第三者”——白山千乌兰。通过分析一个世纪以来采集的植物标本和田野调查数据，研究人员发现，气温每升高1℃，雄蜂和雌蜂出现的时间间隔就会缩短大约6.6天，减少了白山千乌兰的授粉机会。
东安格利亚大学的生物学教授安东尼·戴维（Anthony Davy）是上述研究论文的主要作者，他说：“主要的发现是，白山千乌兰的授粉情况变得越来越糟糕。对于这种已经很罕见的兰花来说，前景着实堪忧。”
春天提前到来，但斑姬鹟却未提前出发
每年春天，斑姬鹟都严格按照时间表进行活动。
▲小斑姬鹟
斑姬鹟从非洲的越冬地向北飞到数千英里之外的欧洲去产卵，以赶上冬蛾毛虫的出现。每年春天有几周的时间，冬蛾毛虫都会出来啄食嫩绿的橡树叶子。
通过精准计时，斑姬鹟可以确保当幼崽孵化时，周围会有足够的食物。但在2000年代进行的一系列研究中，荷兰的科学家们发现，很多斑姬鹟已经开始错过这个狭窄的窗口期。
随着春天气温的升高，橡树新叶长出的时间提前了，而一些地区毛毛虫出现的高峰季节甚至提前了2个周。但很多斑姬鹟似乎仍然按照所在地的白昼长度安排自己离开非洲的时间，并未准时到达欧洲享用它们的春季美餐。
科学家们后来发现，在荷兰的部分地区，毛毛虫出现的高峰季节提前的时间较早，相应地，斑姬鹟的数量也大幅减少。格罗宁根大学的生态学家克里斯蒂安·博特（Christiaan Both）说：“这是一个重大发现，表明这种不匹配会对种群产生真正的影响。”
一些鸟类筑巢过早可能会受到农业机械的破坏
气候变化不仅仅会导致物种错过窗口期。在某些情况下，温暖天气的提前可能会导致危险的重叠。
例如，芬兰的春天，通常在农民播种庄稼后，凤头麦鸡和白腰杓鹬就会在麦田里筑起自己的窝。但随着气温的升高，这些鸟如今越来越多地在农民尚未播种庄稼之前就筑巢产卵，这意味着它们隐蔽的巢穴很有可能被拖拉机和其他机械破坏。
▲凤头麦鸡
通过38年以来的观察数据，研究人员发现，为了应对气侯变暖，芬兰农民将播种农田的时间提前了一周，但这些鸟类的产卵时间却提前了2-3周。芬兰自然历史博物馆的博士后研究员安德里亚?桑杰里（Andrea Santangeli）是这项研究的主要作者，他表示：“这就造成了物候不匹配，我们将看到的是这些鸟类种群数量的下降。”
北美驯鹿未能赶得上享用自己的食物
格陵兰西部的北美驯鹿严格遵循的季节性饮食。在冬天，它们吃的是沿着海岸的地衣。在春天和夏天，它们冒险到内陆去生下自己的幼崽，吃着生长在那里的北极植物。
然而，随着格陵兰岛温度的上升及海冰的减少，那些内陆的北极植物出现的时间提前了——一些植物变绿的时间比10年前提早了26天。但是北美驯鹿并未随之迅速转变自己的迁徙时间。科学家们已经发现了该地区一个令人不安的趋势：春天植物生长时间早于北美驯鹿的繁殖季节，导致越来越多的驯鹿幼崽早夭。
▲驯鹿
加州大学戴维斯分校的生态学教授埃里克·波斯特（Eric Post）表示，虽然这项研究只是发现了温度升高和驯鹿幼崽死亡之间的关系，但这同样意味着物候不匹配是很不利的。由于北极植物变绿的时间提前，等驯鹿到达那里并开始吃它们的时候，这些植物嚼起来可能已经很老且营养流失了。
为什么北美驯鹿不能将自己迁徙的时间提前呢？一种可能性是，它们的繁殖周期对季节性信号（如白昼长度）的反应最为强烈，而植物对当地逐渐上升的气温反应更强烈。
从理论上讲，如果有足够的时间，北美驯鹿最终可能会随着自然选择的发展而调整迁徙时间。但是，北极变暖的速度比全球其它地区更快，波斯特博士说：“问题是，可能北极变暖的速度太快了，以至于进化或许根本来不及发挥作用。”
雪兔的保护色未能及时更换
气候变化造成的不匹配不只是发生在春季。在冬天，雪兔为了伪装，它们的皮毛已经从褐色演变成白色。然而，随着地球变暖，覆盖在雪兔栖息地的积雪融化得更快，使它们更容易受到捕食者的伤害。
蒙大拿大学的野生生物学教授斯科特·米尔斯（L. Scott Mills）研究了伪装的不匹配对雪兔等物种的影响，他说：“伪装对于动物的存活至关重要。”
▲雪兔为了适应冬季严寒的雪地生活环境，冬天毛色变白，夏天毛色变深，多呈赤褐色
米尔斯博士和同事们发现，如果雪兔的伪装不匹配持续1周的时间，那么它被猞猁这样的捕食者杀死的几率就要高7个百分点。
目前，雪兔的伪装不匹配只有1-2周的时间。但米尔斯博士表示，到本世纪中叶可能会延长到8周。他说：“如果这种情况发生，雪兔就会开始从数量减少走向灭绝。”
但对雪兔来说，还有一些好消息。以前人们认为进化需要数百万年的时间，但科学家们现在认为，像雪兔这样的动物可以在5～10代的时间内适应，特别是如果适应性更强的雪兔种群受到保护的话。米尔斯说：“这确实让我们看到了希望——物候不匹配的物种并非一定会灭绝。”
作者：陈轶翔编译
编辑：朱颖婕
责任编辑：任荃
来源：世界科学