氣候暖化影響蛾類體型縮小,成大跨國研究找到關聯

作者 | 發布日期 2020 年 01 月 17 日 16:00 | 分類 生態保育 , 自然科學 follow us in feedly


氣候變遷影響層面無遠弗屆,成大生命科學系副教授陳一菁與研究團隊,研究馬來西亞神山(Mount Kinabalu)的蛾類發現,氣溫上升,昆蟲的體型明顯縮小了!這是首篇以野外長期數據證實暖化導致熱帶昆蟲體形縮小的研究。論文於 2019 年 10 月 10 日刊登在國際學術期刊《Nature Communications》

氣候暖化造成生物分布改變已廣為人知,但暖化也可能造成生物體型縮小。以昆蟲來說,較高的溫度成長更快,反而造成昆蟲體型較小即達性成熟;這樣微妙的變化,其實會影響繁殖力甚至食物網的能量流動。只是這類研究往往需要大量樣本與長期觀察,極難獲得野外實證資料。

東南亞蛾類權威 Dr. Jeremy Holloway 曾於 1965 年在神山採集大量蛾類標本,陳一菁於 2007 年重複調查該樣區,兩批標本共有將近 300 種、超過 8 千隻尺蛾,分別典藏於英國倫敦自然史博物館及成功大學。第一作者吳忠慧(目前就讀墨爾本大學博士班)仔細量測兩批標本發現, 尺蛾的平均體型縮小 1.3%!對照當地氣溫 42 年來升高攝氏 0.7 度,首次提出暖化造成熱帶昆蟲體型縮小的證據。

▲ 兩批標本共有將近 300 種,超過 8 千隻尺蛾。

「物種分布改變」與「體型縮小」兩者都是氣候變遷下重要的生物反應,但過去幾乎都是分別討論。此研究分析這份難得的長期資料,探討兩者綜合的生態影響發現,因為小體型物種往高處移動、物種體型普遍縮小,高海拔蛾類群聚的平均體型也縮小了,這將對原本高海拔的食物資源造成衝擊。這項研究首度結合物種地理分布、體型大小,提出氣候暖化改變生物群聚的直接證據。

位於馬來西亞婆羅洲的神山自 1964 年起即設為國家公園,陳一菁指出,從蛾類研究可發現,即便在這麼少人為干擾的地方,生物已深受氣候暖化影響,「氣候變遷的影響層面無遠弗屆」,人類需要反省與深思自身活動在地球留下的足跡。

▲ 馬來西亞神山(Mount Kinabalu)標高 3,929 公尺。

實地走訪研究室,蛾類標本每隻單獨收納在三角形霧面紙袋,並以工整字跡註明採集日期、時間及物種學名,陳一菁指出,此研究台、英兩地的蛾類標本數量超過 8 千隻,且由於時間久遠,標本極為脆弱,研究時要將每隻標本一一取出仔細測量後再放回標本庫,「這需要很大的耐心與細緻的工作技巧」。

陳一菁也指出,這研究發現充分顯示標本典藏的重要性,Holloway 博士曾說,「他沒想過年輕時從馬來西亞帶回的蛾類標本,40~50 年後可回答這麼多氣候變遷影響的重要問題」,為數龐大的標本需要詳實的採集紀錄與妥善的收藏環境,這些都是珍貴的資產,忠實記錄環境變遷下生物的微妙變化,提供後進研究者重要的研究能量與助力。

▲ 尺蛾體型與高度關係的比較。(Source:Nature Communications

陳一菁與英國約克大學研究團隊曾在 2009 年以馬來西亞婆羅洲神山蛾類分布研究,登上美國國家科學院院刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》,發現這些熱帶昆蟲因氣候變遷往高海拔移動,為過去聚焦在溫帶地區的氣候變遷研究領域,開啟另一研究路徑。回國後陳一菁與台大生態學與演化生物學研究所副教授何傅愷研究團隊合作,在既有蛾類標本重啟調查研究,研究再登上國際學術期刊《Nature Communications》。

從事學術研究看似漫長寂寞,但朋友間合作激盪對研究啟發很有幫助。回想起為什麼要做這項研究,陳一菁笑言,就是聊天過程的靈光閃現。但從規劃執行到論文出版,也走過另一個 10 年,可說是「十年磨一劍」。

(圖片來源:成功大學