高山“沙拉吧”里的鼠兔生活

想象一下, 你将家安在高山之巅, 整个夏季都在采集最爱的食物 —— 这就是美洲鼠兔的真实生活写照 （图 1）。 这种与兔子有亲缘关系的小型哺乳动物通常栖息在高山碎石坡, 那里是能够抵御恶劣天气的庇护所, 让鼠兔倍感安全。 但高山生活并不轻松:它们的家园每年有 9 个月被积雪覆盖。 整个漫长的冬季, 鼠兔都在积雪下的石缝中生活, 它们不像其他动物会冬眠或沉睡。 在短暂的高山夏季, 当草甸布满可食植物时, 它们会全力囤积足够越冬的食物。 这就好比需要去小卖部一次性买好整个学年的零食！

鼠兔的冬季囤粮行动

作为食草动物, 鼠兔以岩丛附近的草甸里的花草为食。 整个夏季, 它们都忙于储备越冬食物, 将采集的大量植物堆积成储食堆 [1] —— 这将是冬天茫茫白雪中唯一的食物来源。 与美国科罗拉多州的人类居民相似, 鼠兔也有最钟爱的储粮 —— 高山金莲花。 这种植物是鼠兔冬季食谱中的主食, 储量占比超过一半。

由于植物成分差异, 鼠兔夏冬两季的食谱截然不同: 夏季食物富含营养且易消化, 而冬季储粮需满足特殊要求: 绝大多数普通植物无法在长达数月的储存中保持新鲜。 这就像将沙拉存放整个冬季, 到来年春季早已变质！ 高山金莲花的特殊之处在于其含有酚类物质, 这种天然防腐剂能让储粮持久保鲜 [2], 供鼠兔整个冬天食用。 但摄入防腐剂也有代价: 酚类本身具有毒性, 过量食用会导致鼠兔患病或在消化过程中消耗大量能量。 好在鼠兔本能地知道, 随着时间推移, 毒性酚类会逐渐分解。 当酚类浓度降低至可食用范围时, 防腐特性又恰好维持了植物新鲜度。 这种精妙机制使鼠兔能在深冬时节安全享用它们精心储备的丰盛存粮。

探索鼠兔食物的奥秘

正如这篇 Frontiers for Young Minds 文章所述, 气候变化已影响众多动植物, 但气温和降水变化对高山生物日常生活的具体影响仍有待揭示。 我们重点研究了气候变化对科罗拉多州鼠兔的冬季主要食物来源的影响, 并预期大气中增加的二氧化碳可能促使高山金莲花产生更多酚类物质, 毒性由此增强。

我们对现今的高山金莲花与其在 20 世纪 90 年代的酚类物质含量进行了对比研究, 以探寻随时间推移可能产生的变化。 为此, 我们重返尼沃特岭 （Niwot Ridge） —— 1992 年, 科学家 Denise Dearing 曾在这里研究鼠兔 [1, 2]。 这座海拔约 3350 米的山岭位于科罗拉多州的群山之间。 从 2010 年至 2018 年, 我们仿照 Dearing 博士 25 年前的做法, 每年采集高山金莲花样本。

我们把部分样本带回实验室, 测量其中的酚类含量 （图 2）: 将样本研磨后溶于特殊液体, 利用酚类物质与试剂反应产生的颜色变化进行检测 —— 深绿色表示酚类含量较高, 淡黄色则表示酚类含量较低。 最后借助仪器量化颜色数据, 精确计算酚类物质浓度。

为探究酚类变化对储粮保存的影响, 我们于 2017 年 9 月将高山金莲花样本装入金属网笼, 仿照鼠兔在碎石坡上摆成储食堆 （图 3）。 这些金属笼能够抵御好奇的鼠兔等动物的侵扰, 使植物样本如同在真实的储食堆中那样自然分解。 在尼沃特岭经历整个冬季的积雪覆盖后, 我们于 2018 年7月回收金属笼, 对笼中残留物进行干燥处理并称重, 以评估植物的保存状态。

最终, 通过与 Dearing 博士在 1992 年的研究数据进行对比, 我们发现了这些年来高山金莲花的酚类含量及其在鼠兔储食堆中的保存效果的变化规律。

鼠兔餐桌上的变化

研究发现高山金莲花的变化很大！ 首先, 本次测量的高山金莲花的酚类含量较 1992 年增加了两倍以上 （图 2）。 事实上, 在 2013 年的样本中, 其毒性甚至达到了过去的近三倍！ 酚类物质的增加也提升了植物的保存性能。 在我们制作的储食堆中, 经历整个冬季后残留的食物量比 25 年前增加了约 10% 。

这对鼠兔来说既是好消息, 又是坏消息:毒性增强使新鲜植物的口感下降, 但更强的防腐性意味着更长的储存期。 鼠兔可能需要等待更长时间才能安全食用高酚类含量的高山金莲花, 但更强的防腐效果不仅保护高山金莲花, 还能为其他储备食粮保鲜。 这意味着, 即便储粮总量减少, 鼠兔在冬末也不会饿肚子。 我们还发现, 由于气候变化导致尼沃特岭日益干旱, 高山金莲花的分布范围正在缩小 [3], 取而代之的是鼠兔也爱吃的新鲜草类。 因此, 如今的鼠兔虽然难以像 25 年前那样轻松获取高山金莲花, 但它们对储粮的需求量也可能相应降低。

现象背后的启示

气候变化对鼠兔主食的影响犹如一道复杂的谜题 : 一方面, 这些可爱生物被迫改变饮食习惯, 生存更加艰难；另一方面, 食物储存期的延长又为它们带来转机。 未来, 气候持续变暖可能进一步改变鼠兔的食物构成 —— 随着草甸中的草类植物逐渐取代高山金莲花等花类, 鼠兔或将面临与专食竹子的大熊猫和专食桉叶的考拉类似的单一食性困境。

在长期追踪研究鼠兔及其食物的过程中, 我们逐渐搞清楚气候变化对这些动物的影响。 这就像在阅读一部“鼠兔生存史”, 发现它们如今的饮食习惯已与过去有所不同。 正如我们对比 Dearing 博士当年的数据, 或许 25 年后的你们也将以当下为基准, 继续探索鼠兔食物的演变轨迹。

因此, 下次用餐时, 不妨思考气候变化如何悄然改变盘中食物。 正如鼠兔的遭遇, 人类最爱的美食同样受气候影响。 这提醒我们: 地球是所有生命共同的家园, 守护这片家园不仅为了这些高山精灵, 也关乎人类自身！

术语表

碎石坡 (Talus): ↑ 悬崖底部或冰川边缘堆积的碎石堆, 北美鼠兔偏好在此筑巢而非挖掘地洞。

高山 (Alpine): ↑ 高海拔山区环境, 这里的动植物已演化出独特的适应性, 能应对短暂凉爽的夏季与漫长严寒的冬季。

储食堆 (Haypile): ↑ 鼠兔储存的植物 （以野花为主） 。 当冬季其他食物难觅时, 鼠兔便依靠这座“粮仓”度过漫长寒冬。

酚类 (Phenolics): ↑ 某些野花自然产生的化学物质, 能帮助植物组织抵御严酷环境与食草动物, 同时有助于鼠兔储食堆中植物的保鲜。

毒性 (Toxic): ↑ 摄入后产生危害的特性。 对食草动物而言, 有毒植物可能引发消化困难 （需消耗大量能量） 、 疾病甚至死亡等一系列问题。

利益冲突声明

作者声明本研究不涉及任何潜在商业或财务关系。

致谢

美国国家科学基金会为“尼沃特岭长期生态研究计划” （NWT LTER） 提供了编号为 DEB-1637686 的资助, 由 CR 主导的本研究项目的部分工作也获得了这笔资金的支持。 科罗拉多大学山地研究站为本研究提供了关键资源与许可。 JV获得了科罗拉多梅萨大学教师专业发展基金与 《北美西部自然学家》 自然历史研究基金的资助。 本文的撰写同时获得 IF/THEN 项目与 Lyda Hill 慈善基金会的支持。

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