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全球变暖背景下，物种形态的适应性变化备受关注。研究人员针对澳大利亚 57 种雀形目鸟类（Meliphagides），探究鸟类喙大小与季节性气候极端变化的关联。结果发现鸟类喙大小随气候变暖而改变，这为理解物种应对气候变化的机制提供关键依据。
在全球气候变暖的大背景下，生物如何应对气候变化成为科学界关注的焦点。大量研究表明，生物对当代气候变化有所响应，像调整繁殖、迁徙时间（物候变化），改变地理分布范围等。在动物形态方面，与热性能相关的特征也出现了变化。不过，虽然有很多研究将生物响应与气候联系起来，但对于潜在机制以及与自然选择的关联，却知之甚少。这使得预测生物多样性对持续气候变化的响应变得困难，也不利于制定和调整保护措施。
鸟类的喙在热调节中有着重要作用，它不仅是觅食的工具，还能在高温时增加血液流动，通过辐射散热；低温时，血管收缩减少热量散失。以往研究多聚焦于气候平均值与喙大小的关系，却忽视了气候极端变化以及喙大小响应的非线性特征，而且形态学采样有限，难以推断潜在热调节机制。同时，直接证明喙大小随时间（而非空间）发生与气候相关变化的证据也很稀缺。
为了解开这些谜团，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）环境部、澳大利亚国立大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Communications Biology》上，为理解鸟类如何应对气候变化提供了关键证据。
研究人员采用了多种关键技术方法。在数据收集上，从博物馆获取 4119 份 1956 - 2015 年捕获的鸟类标本数据，测量喙长、宽、深并计算喙表面积，用翼长代表体型大小，同时获取性别、捕获信息、食性等数据。气候数据则来自澳大利亚气象局 5km2 分辨率的每日网格化数据，计算极端温度天数变化率等指标。非气候环境数据利用 LUH2 土地利用地图获取土地覆盖信息。分析时，运用系统发育控制的广义线性混合模型（使用 MCMCglmm 软件包在 R 语言中实现），控制多种因素，选择最优模型进行分析。
研究结果
- 气候与景观变化：通过分析标本捕获地的气候数据，研究人员发现，超半数个体经历了夏季极端高温天数增加（53.6%），三分之二个体经历了冬季极端低温天数减少（67.6%），约 87% 的地区原生植被覆盖减少。这表明澳大利亚的气候在过去 20 年发生了明显变化，且景观也受到了人类活动的显著影响。
- 喙大小与夏季变暖：运用系统发育控制的广义线性混合模型（MCMCglmm）分析发现，夏季极端模型中，Δdays≥35°C 与夏季降水的交互作用显著。在降水 < 120mm 的干燥环境中，夏季变暖与较大的喙相关，因为在这种环境下，蒸发冷却受限，通过喙进行非蒸发辐射散热的优势更明显。Δdays≥35°C 与夏季最高温（Tmax）的交互作用也接近显著，在Tmax<28°C 的凉爽环境中，夏季变暖与较大的喙相关；而在Tmax较高的炎热环境中，夏季变暖则与较小的喙相关，这可能是因为在高温环境下，大喙会吸收过多热量，反而不利于生存。此外，原生土地覆盖变化（Δprimary land cover）以及食性（feeding guild）与气候变量的交互作用对喙大小均无显著影响。
- 喙大小与冬季变暖：在冬季极端模型中，虽然包含 Δdays<5°C 及其与冬季最低温（Tmin）、冬季降水和 Δprimary cover 交互作用的模型（m4）AICc 值最低，但与不包含 Δprimary cover 的模型（m2）相比，优势并不明显，说明景观变化对喙大小变化的驱动作用较弱。不过，冬季变暖（极端低温天数减少）的地区，喙有增大的趋势，且这种趋势在原生土地覆盖减少较多的地区更明显。喙大小还与Tmin相关，Tmin越高，喙越大。
研究结论与讨论
研究表明，过去 20 年澳大利亚气候快速变暖，夏季和冬季极端气候频率变化与鸟类喙大小变化相关，这符合喙在热交换和热调节中的作用。虽然景观变化在一定程度上影响喙大小，但并非主要驱动因素。不同食性（花蜜食性和昆虫食性）的鸟类对气候变化的响应没有差异，可能是因为花蜜食性鸟类的部分迁徙行为使其能避开极端温度，减弱了对喙形态的选择压力。
该研究在多物种、大地理区域范围内，提供了气候变化驱动鸟类喙大小随时间变化的证据，这与热调节需求的变化一致。喙大小的响应程度和方向因地区气候特征而异，且在特定温度阈值下会发生逆转，这些都符合热调节预测。研究还指出，随着季节性气候极端事件愈发频繁、强烈和持久，与热交换和热调节相关的形态特征变化可能会更加显著。这一研究成果对于理解鸟类在气候变化下的生存策略具有重要意义，也为未来研究物种如何适应气候变化提供了关键参考，后续研究可进一步探究这些变化对物种生存和繁衍的长期影响。
