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VOL:5期

生物在搬家

穿越時空的宇宙史軍

金窩,銀窩,不如自己的狗窩。如今,在很多生物的心中,自己的狗窩已經不是最重要的了,牠們正急急忙忙的搬離故鄉。不是牠們天生喜歡流浪,那都是氣溫惹的禍。



暖和天氣裡的大遷徙
科學家發現,過去10幾年中,有不少生物正逃離赤道地區,向著北邊較陰涼的地方移動。牠們的目的很簡單,就是躲避一天天升高的氣溫。

美國紐約大學科學家湯姆斯,是專門研究氣候變化對生物影響的專家,他領導的研究小組發現,約2000種動物正在離開赤道的老家。牠們以年平均1.6公里的速度往更北方地區搬家。也有些動物為了避熱往高海拔山區移動,但速度慢得多,一年平均約1.2公尺。很多種類的植物也在往北移動,算起來,不少曾經生活在赤道地區的植物,在過去的幾十年時間裡,每小時都向北移動大約20公釐。

美國政府的氣象數據顯示,過去10年是有紀錄以來最熱的10年。科學家推測,全球氣溫急劇上升,迫使物種以更快的速度往較陰涼的地方遷移。比如,英國的黃鉤蛺蝶在21年裡向北移動了217公里;英國的長插蛛是向北移動較快的生物之一,這種小蜘蛛在25年裡向北移動超過320公里,平均一年13公里;而美國黃石公園的美洲鼠兔在西元1900年時,生活在海拔2377公尺以下的地方,但到2004年,牠們已經把家搬到了海拔2895公尺的地方。

烤箱裡的植物
太陽光是整個植物界,乃至整個生命世界的能量來源。億萬年來,所有植物都在陽光下享受寧靜的生活。然而,太陽光這個巨大的能量寶庫現在正面臨著被廢棄的危險。正常的光合作用過程被擾亂了。

為什麼氣溫升高會影響到光合作用的產量呢?我們知道,植物中的葉綠體可以將太陽能轉化為化學能貯存在碳水化合物中,但並不是太陽光中的所有能量都可以被植物利用。我們平日所見的太陽光,實際上是一種由不同波長的光線組成的複合光,包括了紅外線、可見光以及紫外線。絕大多數植物只能利用可見光中的紅光和藍紫光。陽光中的紫外線不僅不能被植物利用,還會降低光能轉化中心——葉綠素的活性,從而擾亂正常光合作用的進行。

因此,在植物體內還存在一些類胡蘿蔔素,它們可以通過自身的降解來減輕紫外線對葉綠素的危害。在正常的溫度和水分條件下,植物可以依靠這些保護色素抵禦紫外線的侵害。但是在溫度升高時,葉片中類胡蘿蔔素的活性和含量就會大大降低。這時的植物會束手無策,只能任憑紫外線去大鬧「光合工廠」了。這樣一來,所有工廠的產出自然會大打折扣了。

除了持續高溫造成的缺水影響,高溫本身對農作物就有直接的殺傷力。千萬別以為植物是只會接收能量的「太陽能貯存器」。做為一種生命體,它們同我們一樣得生長,得呼吸,得消耗能量。而溫度上升,尤其是在水稻生長的一個重要週期——灌漿期中,夜晚氣溫的上升會提高農作物的呼吸作用強度,相對的,貯存在種子中的能源物質就會減少。 2004年在菲律賓一項研究顯示,夜間的氣溫每升高1℃,水稻就會減產10%。不僅如此,高溫還會通過影響水稻的「雄性功能」而降低水稻的產量。實驗顯示,在高溫條件下(35℃以上),水稻的花朵上會出現花藥不能開裂(也就不能釋放花粉)、花粉異常膨大等一系列問題,從而使稻穗上出現更多的空殼秕榖,空殼率甚至可以達到40%以上。天氣熱,連水稻自己都沒有「稻花香裡說豐年」的心情了。不單單是水稻,別的植物同樣受到影響,雄蕊的花粉和雌蕊的花絲在高溫炙烤下,容易發生畸形或者機能降低,從而導致產量下降。

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2014年10.11月號 ]