全球变暖正在威胁动物认知

经过|2021年5月17日

随着热浪的增加,野生动物处理和响应环境信息的能力可能会受到损害。

图片来源:尼古拉斯·b·帕丁森

在意大利夏天40°C的高温下,我正在写高中期末考试作文。我记得我一遍又一遍地读着同样的单词,努力理解它们的意思。现在,研究已经证实了这是一个普遍的问题——在全球50多个国家,学习成绩随着热天的增多而下降。热应激对人类认知的影响已得到广泛认可;但可能不仅仅是人类的认知感觉到了热量。

大多数动物需要注意、记忆、学习和决策机制来处理环境信息并相应地调整它们的行为。所有这些机制都代表了动物的认知;它们可以影响动物面对捕食者时的反应速度,以及父母抚养后代的成功程度。随着热浪频率的迅速增加,野生动物对环境信息的处理和反应能力可能会增强由于热损伤的认知能力,生存和繁殖后果。

在不同的类群中,包括果蝇、斑马鱼、鳟鱼、老鼠、斑胸草雀、蜗牛和石龙子等,已经有超过50项研究探讨了这一主题。有趣的是,并不是所有的研究都发现,当温度升高时,认知能力会受损。这是因为不同物种的耐热性不同,在一些物种中,温和的温度升高可以通过加快生化过程的速度来促进生长和认知功能。然而,许多研究发现,当身体或大脑温度高于正常水平时,学习、记忆和决策能力就会受损。例如,在41°C时,雌性斑胸草雀区分同类雄性和其他物种的叫声的能力就会下降,而野生斑胸草雀种群在热浪期间通常会经历这个温度。

怀孕期间的热应力或蛋孵育通常导致脑部发育改变引起的年轻学习性能。例如,在高温下孵育的天鹅绒壁虎在学习避难所的位置较慢,并且在释放到野外后不太可能存活。这一结果表明,在繁殖期间发生的热浪可能会损害整个世代的认知发展。

然而,在这个阶段,我们不知道热应激对认知的效果是多么普遍存在野生动物群体中,或后果有多严重。这是因为大多数热应激认知研究使用了受控实验室环境中的俘虏动物。俘虏动物不会面对野生动物面临的相同挑战 - 它们不需要觅食或逃避捕食者。另外,在人工凝固中测量热应激和认知可能无法完全捕捉野生动物对天然漏斗的响应。因此,我们迫切需要现场研究,以填补这种知识差距,面对迅速变化的气候。

技术进步和野外认知测试的强大协议的发展使得研究人员能够进行此类实地研究。例如,使用射频识别标签的自动认知任务可以记录没有人为交互的认知数据。体温也可以通过热成像非侵入地测量。然后可以使用现有的长期数据评估热应力,认知性能和健身(存活和再现)之间的链接。最近建立大型国际合作,如SPI-鸟类数据集线器,促进了研究人员之间的长期数据的共享。

我们相信,热生理学家、认知科学家和行为生态学家的联合专业知识可以确定野生动物认知下降的临界温度阈值。气候科学家可以将这些阈值集成到人口生存能力模型中,以提高未来气候情景下人口预测的准确性。保护科学家可以利用这一知识来识别具有适当温度剖面的栖息地,并采取行动(如迁移)来考虑气候对个体学习能力的影响。

认知对于适应新的栖息地和不断变化的环境至关重要。因此,将认知纳入气候变化研究将提高我们进行有效野生动物管理决策的能力。

参考:卡米拉·索拉维亚,本杰明·阿什顿,亚历克斯·桑顿,阿曼达·里德利,热应力对动物认知的影响:适应变化气候的影响。有线气候变化(2021年)。DOI: 10.1002 / wcc.713