火正在驱动动物的进化

物种能否进化得足够快以适应不断变化的野火条件?
Fire in a forest
大火杀死了一些动物,但帮助另一些动物生存。DepositPhotos

本文最初刊登在 High Country News

去年发表在《生态学与进化趋势》杂志上的一篇 论文 显示,日益频繁和强烈的火灾正在塑造物种的变化方式。研究合著者、落基山研究站的森林局研究生态学家加文·琼斯说,虽然以前的研究往往关注火灾的直接影响——*种群数量是上升还是下降?*——但科学家们开始考虑更长的时间跨度。

火灾会杀死一些动物,但会帮助另一些动物生存,从而决定哪些动物的基因能够传递给后代。一些个体比其他个体生存得更好的过程就是自然选择,它是进化的驱动力。有时,幸存者拥有的性状不仅能让它们在火灾中幸存,还能在烧毁的生态系统中茁壮成长,并成功繁殖。

火灾也可以充当连接者,创造出促进同一物种成员在更大范围内交流的栖息地。相反,它有时也会将种群分裂成更小、更孤立的群体。这可能导致近亲繁殖和最终的灭绝——或者需要人类干预才能维持孤立种群的生存。

野生动物能否足够快地适应火灾的未来,从而茁壮成长?像昆虫这样种群数量大、繁殖周期短的物种,其进化速度往往比繁殖周期长的物种快,后者可能面临更大的困难。琼斯说:“很多物种将无法适应”,很可能会灭绝。“但我们并非一无所有。一些物种将能够适应。”

在美国西部,已经发现了具有适应火灾性状的动物。以下是琼斯称之为“进化的活生生例子”的五种动物。

黑色火甲虫

黑色火甲虫热爱火。事实上,它们追逐火——寻找新烧焦的树桩产卵。火灾还会赶走可能在甲虫卵孵化前将其吃掉的捕食者。因此,这些昆虫在腿后面的身体两侧进化出了能够感知热量的感觉器官,即使在数十英里外也能知道活跃的火焰或燃烧、烧焦区域的位置。这些器官内高度敏感的红外接收器含有微小的水囊,在探测到热量时会膨胀,从而触发甲虫追踪热源。

黑背啄木鸟

黑背啄木鸟栖息在烧焦的枯木和站立的死树中,它们的羽毛与烟熏的周围环境融为一体。但对幼鸟存活率的研究发现,巢穴越靠近未燃烧的森林(那里有更多的保护性树冠),它们就越有可能活到成年并传递基因。在严重烧毁森林中间孵化的后代很可能无法生存,这使得那些在离未受干扰的森林更近的地方筑巢的鸟类的基因得以延续。进一步的研究发现,啄木鸟会在火灾发生后的三到五年内 flock 到烧毁的区域寻找甲虫,这使得不同种群在交配时能够混合和分享基因。

西部围篱蜥

如果动物的皮肤、鳞片或羽毛与其所处的表面相匹配,它们就能躲避潜在捕食者的视线,因此更有可能生存和繁殖。不匹配可能是致命的。西部围篱蜥是一种常见的爬行动物,遍布西部地区,它们有天蓝色的腹部和从黑到灰到褐色的背部。在美国南加州,火灾发生后几年,它们会栖息在烧毁灌木的黑色茎秆上,并避开与其鳞片不匹配的白色表面。随着时间的推移,这种行为可以增加深色蜥蜴的数量。

斑点猫头鹰

斑点猫头鹰需要茂密的原始森林才能生存。但即使是大火过后,并非所有猫头鹰都会死亡或迁移。GPS跟踪发现,斑点猫头鹰实际上喜欢在严重烧毁的森林斑块中狩猎——特别是那些相对较小,面积在2.5到25英亩之间,并且仍然被完整的绿色树木环绕以供筑巢的斑块。烧毁区域的理想大小与历史上内华达山脉高严重程度火灾造成的斑块相对应,这表明,几个世纪以来,斑点猫头鹰已经根据其栖息地的野火模式调整了它们的行为。

博伊斯杜瓦尔蓝蝶

羽扇豆野花是蝴蝶和其他传粉者幼虫喜爱的食物,在野火后蓬勃生长。在加州优胜美地国家公园,野火促使孤立的博伊斯杜瓦尔蓝蝶种群相互交流,提高了它们的遗传多样性以及该物种的整体健康和恢复力。这种拥有25个已知亚种(包括一个被列为联邦濒危物种,另一个被列为联邦受威胁物种)的银蓝色翅膀蝴蝶,并不是唯一受益于火灾后经常出现的植被爆发的动物:许多无脊椎动物依赖于火灾后出现的新生长。计划性烧毁可以刺激相同的效果。

 

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