综述:气候变化下动物行为与物种分布范围变化的关联机制

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Trends in Ecology & Evolution 16.7

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  这篇综述创新性地将行为生态学与生物地理学相结合,系统阐述了动物行为可塑性(behavioral plasticity)如何通过BAM框架(生物-非生物-运动框架)介导气候变化下的物种分布动态。文章揭示了行为缓冲(behavioral buffering)和社会学习(social learning)等机制在物种"原地持续"(persist in place)和"空间转移"(shift in space)策略中的关键作用,为预测物种分布变化提供了新视角。

  

气候变化正在重塑全球物种分布格局。面对这一生态挑战,动物通过行为可塑性这一关键机制,在生物-非生物-运动(BAM)框架下展现出惊人的适应能力。从北美鼠兔(Ochotona princeps)的微生境选择到白唇西猯(Tayussa pecari)的昼夜活动节律调整,行为缓冲策略使物种能在原栖息地持续生存。而社会学习能力,如美洲鹤(Grus americana)群体越冬地的创新选择,则促进了新栖息地的成功拓殖。

运动潜力作为分布范围变化的基础机制,其本质是行为决策的累积表现。探索性行为较强的个体往往出现在扩张前沿,如气候通才种Lodgepole chipmunk(Tamias speciosus)比专才种Alpine chipmunk(Tamias alpinus)表现出更强的探索倾向。迁徙行为的时空调整,如Balearic shearwater(Puffinus mauretanicus)对海表温度变化的响应,直接导致了分布区的北移。

非生物环境变化驱动动物通过精细的时空行为调整来维持生理稳态。昼夜活动模式的转变成为关键策略,具有灵活昼夜节律的哺乳动物比严格昼行性物种更不易发生分布区转移。然而,行为缓冲也可能延缓生理适应,当环境变化超过生理耐受极限时,如许多蜥蜴(Sceloporus tristichus)无法通过巢址选择来缓冲升温,将面临生存危机。

社会行为通过群体生活和社会学习产生双重效应。群居生活可增强环境缓冲能力,如蛱蝶科(Nymphalidae)毛虫的集体晒太阳行为改善体温调节;而社会学习既能促进创新行为传播,也可能导致过时信息的文化陷阱。种间相互作用中,行为可塑性使物种能转换营养资源或调整生态位,如太平洋珊瑚鱼通过食性转变实现与温带物种共存。

整合这些行为维度可更准确预测物种分布变化。在分布区滞后缘(温暖边缘),行为缓冲对缓解非生物胁迫至关重要;而在前缘(凉爽边缘),应对新种间相互作用的行为可塑性更为关键。这一认识为保护生物学提供了新思路:通过识别行为介导的气候庇护所,可更有效地保护濒危物种。未来研究需结合生物传感器、GPS追踪等技术,在个体行为与种群动态间建立定量联系,以完善物种分布模型预测。

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