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Honey, we shrunk the birds

2021/10/20
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Unexplainable

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
B
Benji Jones
D
David Willard
M
Mandi Nguyen
N
Noam Hassenfeld
Topics
David Willard:在芝加哥市中心,长期以来收集了超过10万只死鸟用于研究,为发现鸟类体型缩小提供了数据基础。 Noam Hassenfeld:过去35年里,各种鸟类的体型都在缩小,这引发了人们对气候变化等环境因素影响的关注。 Benji Jones:研究表明,过去40年里,鸟类的平均体重减少了2.6%,腿长也缩短了2.4%。不仅鸟类,许多其他动物,如蝾螈、鱼类、老鼠、鹿、绵羊和蟾蜍等,体型都在缩小。气候变化可能是导致动物体型缩小的原因之一,伯格曼法则可以解释温血动物在温暖气候下体型较小的现象,但无法解释冷血动物体型缩小的现象。高温会加速冷血动物的新陈代谢,导致它们生长速度加快,体型变小。并非所有动物都在缩小,一些动物(如美洲貂和欧亚水獭)体型反而变大了,这说明动物体型变化的原因复杂多样,目前尚不清楚具体机制。动物体型缩小可能是进化适应的结果,也可能是环境变化导致的个体发育差异。动物体型缩小对生态系统的影响复杂且难以预测,气候变化对生物多样性的影响复杂且难以预测。 Mandi Nguyen:对未来动物形态的预测,需要考虑多种因素,包括动物的生存能力和未来的环境状况。科学家们从不同角度预测未来动物的形态,甚至考虑了地球以外的环境。黏菌的适应性强,其在火星上的进化难以预测。预测未来动物的形态有助于我们更好地理解进化过程以及人类活动对地球的影响,也有助于我们更好地应对气候变化等挑战。 David Willard: 'About 40 years ago, David Willard was working at the Field Museum in Chicago, this famous natural history museum, when he heard something strange.' 'Over the last few decades, David and other volunteers have collected over 100,000 dead birds across downtown Chicago.' Noam Hassenfeld: 'Birds over the last 35 years have shrunk.' 'And this wasn't just one type of bird. The most amazing thing that they observed is that on all of the species, whether it was a thrush, a warbler, a sparrow, they were showing this declining size.' Benji Jones: 'It's pretty significant. So they found that birds on average over this 40-year period lost about 2.6% of their mass.' 'It's pretty widespread. So it's not just birds that are shrinking. I've come across studies that show salamanders are shrinking over time. Fish, wood rats, deer, sheep, common toads.' 'There's been a fair amount of research on birds and some studies on mammals as well that appears to link these shrinking animals to global warming, to climate change.' 'So if you look at something like frogs... What researchers have found is that when it's hotter, their metabolism speed up.' 'Yeah, so there hasn't been a ton of research, but I have seen a couple studies. One was on the American marten, which is this cute ferret-like animal. And then another was on the Eurasian otter, also a very cute animal.' 'So it seems like global warming could be changing the shape of animals over time, but we don't really know which rules apply to which specific animals and exactly how they apply.' 'So for frogs, for example, and other amphibians, that seems to be the case.' 'And even more importantly is that some animals are getting smaller at a faster rate than others. Some animals are even getting bigger and that creates big problems at an ecosystem level.' Mandi Nguyen: 'The Earth, millions of years in the future. This blue planet still teems with life forms, but humans are not among them.' 'And so we now have an atmosphere that's richer in oxygen than the one that we have now. Plants have flooded the atmosphere with oxygen, reshaping life on the Earth's surface.' 'So this whale rat has evolved to become fully aquatic. So it's lost its fur, it's lost its whiskers, you know, it's all gone.' 'It's definitely more speculation than definitive prediction.' 'Life is probably going to persist, and any future animal or ecosystem that exists is going to be impacted by what happens today.'

Deep Dive

Chapters
Scientists have noticed that birds and various other animals are shrinking over time, possibly due to climate change. This phenomenon is widespread and involves both warm-blooded and cold-blooded creatures.

Shownotes Transcript

<context>亲爱的,我们缩小了鸟类 最近对数万只鸟类的研究表明,鸟类随着时间的推移正在变得越来越小。这可能与气候变化有关,如果是这样,我们应该考虑:人类还可能如何改变地球上生命的实际形态——现在和未来?更多信息,请访问 http://vox.com/unexplainable 这是一个很好的地方,可以注册我们的新闻通讯,查看节目文字记录,并阅读更多关于我们节目的主题。此外,给我们发邮件![email protected] 我们会阅读每一封邮件。通过向Vox进行财务捐助来支持《无法解释》!bit.ly/givepodcasts 了解更多关于您的广告选择的信息。访问 podcastchoices.com/adchoices</context> <raw_text>0 在9月28日,全球公民音乐节将聚集成千上万采取行动结束极端贫困的人们。加入Post Malone、Doja Cat、Lisa、Jelly Roll和Raul Alejandro,与世界领导人和活动家一起登上舞台,击败贫困,捍卫地球,要求公平。今天就下载全球公民应用程序,赢得您在音乐节的名额。了解更多信息,请访问 globalcitizen.org.com。

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大约40年前,David Willard在芝加哥的菲尔德博物馆工作,这是一座著名的自然历史博物馆,当时他听到了奇怪的事情。芝加哥另一家机构的一位人士随口提到,鸟类经常撞上位于湖边、拥有大量玻璃的麦考密克广场大型会议中心的窗户。因此,在1978年的一个早晨,David去查看情况。

我早上走下去,出于纯粹的好奇心,肆无忌惮地在建筑物周围闲逛,并没有期待什么。果然……我在建筑物边缘发现了三四只死鸟,它们撞上了玻璃,然后把它们带回博物馆。David和他的同事们一次又一次地回去,他们通常会在地上发现更多的鸟。我们会带着一个塑料袋在建筑物边缘走来走去,捡死鸟...

我们会从每只鸟身上测量四个数据,将信息记录在大账本中。在过去的几十年里,David和其他志愿者在芝加哥市中心收集了超过100,000只死鸟。当我第一次开始时,只是想,既然这些鸟已经死了,我们至少可以让它们对研究有用,把它们带回博物馆。

但他开始意识到这是一个严肃的机会。只有当样本数量增加时,我们才意识到可以用它们解决许多有趣的问题。当科学家们检查这大量数据时,他们开始注意到一些奇怪的事情。过去35年里,鸟类变小了。

而且这不仅仅是一种鸟类。最令人惊讶的是,他们观察到所有物种,无论是画眉鸟、莺、麻雀,都显示出这种体型下降。而究竟为什么会这样仍然是一个悬而未决的问题。我是Noam Hassenfeld,本周在《无法解释》中,为什么鸟类和一大堆其他动物正在缩小?♪

好的,Benji Jones,你为Vox写过关于这些缩小动物的文章。我们谈论的缩小程度有多大?这是鸟类几乎没有缩小,还是更严重?这相当显著。因此,他们发现,在这40年期间,鸟类平均失去了约2.6%的体重,

而它们用来测量体型变化的腿部也平均缩短了2.4%。是的,我假设这种变化,比如2.6%的变化,我们通常会期望在更长的时间内看到,而不是40年,对吧?我认为是的。当我想到进化时,例如,在动物王国中,这通常发生在数千年内,当然不会在40年内。因此,这相当疯狂。只有鸟类在缩小吗?

这相当普遍。因此,不仅仅是鸟类在缩小。我遇到过一些研究表明,蝾螈也在随着时间的推移而缩小。鱼类、木鼠、鹿、羊、普通蟾蜍。似乎有很多东西随着时间的推移而变小。科学家们有没有任何想法,为什么动物会缩小?这里发生了什么?

所以没有一个答案适用于所有这些动物。我们仍然不知道很多,但科学家们确实有一些猜测,可能解释发生了什么。那么,我们用来解释缩小的最佳猜测是什么?关于鸟类的研究相当多,还有一些关于哺乳动物的研究,似乎将这些缩小的动物与全球变暖、气候变化联系在一起。字面上说,世界正在变热,这就是导致缩小效应的原因。

气候变化如何使动物变小?生态学中有一个原则叫做伯格曼法则。基本上,在一种温血物种的范围内,比如一种鸟或一种哺乳动物,您会在较热的气候中看到该动物的小型版本,而在较冷的气候中看到该动物的大型版本。对此的一个解释是

与排热的难易程度有关。在炎热的气候中,如果你很小,降温就容易得多。你可以把它想象成需要软化黄油的食谱,这总是让我感到疯狂,因为我在做饭时从来没有提前计划。因此,我想,天哪,我必须快速软化这块黄油。我通常会把它切成小块,小块的黄油软化得更快,因为相对于一个较大的黄油条,表面积更大。

因此,如果您想排热,变小并相对于您的体型拥有更大的表面积是有帮助的。我假设无法排热是坏事,对吧?没错。在炎热的环境中,因为你可能会过热。

这变得复杂的地方在哪里?为什么这不仅仅是,您知道,好吧,案子结束了,天气变热,动物变小?使其复杂的因素之一是伯格曼法则适用于温血生物。因此,这些是能够产生自身热量的生物。但似乎还有一个趋势是

冷血动物,如昆虫和两栖动物也在响应变暖而缩小。因此,这不仅仅是温血生物的问题。

因此,伯格曼法则无法解释为什么一些冷血动物也在缩小。没错。当你开始问为什么,为什么,为什么时,就会出现许多不同的理论可能适用,而我们并没有很好的想法。为什么冷血动物会缩小?如果你看看青蛙...

研究人员发现,当天气变热时,它们的新陈代谢加速。这意味着它们实际上在更快地生长,更快地经历生活阶段。因此,青蛙以更快的速度从蝌蚪变成小青蛙,这就意味着它们在成年时更小,并且不会长得太大。好的,那么使这个缩小动物问题难以回答的唯一原因就是温血和冷血动物都在缩小吗?

好吧,根据一些研究,实际上有些动物并没有缩小,而是随着气候变暖而变大。什么动物在变大?

是的,所以没有很多研究,但我看到过几项研究。一项是关于美洲貂的,这是一种可爱的类似于雪貂的动物。另一项是关于欧亚水獺的,也是非常可爱的动物。一个理论是,它们可能变大的原因是因为食物供应增加,因为夏季或春季的时间更长,食物生长,或者甚至可能只是因为它们花费更少的能量来保持温暖,因为外面的温度更舒适。

好的,那么为什么这不会导致鸟类也变大呢?

是的,这是个很好的问题。因此,很难说为什么会有这种变化。我认为这些例子很有帮助,因为它们在某种程度上揭穿了这种整体缩小的效果。情况并非如此。因此,似乎全球变暖可能会随着时间的推移改变动物的形状,但我们并不真正知道哪些规则适用于哪些特定动物,以及它们具体如何适用。这一切仍然是未知的。是的,我认为这是一个很好的说法。

对于那些正在缩小的动物,我们知道我们是否在观察进化的发生吗?比如说鸟类正在进化得更小,这在某种程度上对它们更有利?是的。这是另一个大未知,对吧?我看到过一些研究表明,这对某些鸟类来说是一种进化特征。在某种程度上,变小将使它们在一个更温暖的

更温暖的世界中受益,这又回到了伯格曼法则。但对于某些动物,我们知道当它们在发育过程中处于更温暖的环境中时,它们会变得更小。因此,这不是进化,而是在它们生长时发生的。因此,对于青蛙等其他两栖动物,这似乎是事实。我们知道这一点,因为科学家们可以在实验室环境中改变温度,例如,在它们生长这些不同动物时,他们发现它们不会长得那么大。明白了。因此,这并不是像伯格曼法则那样传递给后代,对吧?这只是

对这些特定的热青蛙。是的,这将被科学家称为塑性变化。因此,对于冷血生物来说,这种生命周期内的变化似乎可能是导致缩小效应的原因。我假设弄清楚这里发生的是哪种情况,无论是某种缩小是进化的,还是某种类型的缩小是在动物的生命周期中发生的,是很重要的,对吧?没错。

没错,没错。因此,如果它发生在动物的生命周期中,比如青蛙,那肯定会带来一些严重的后果。当它是进化的,比如科学家们认为可能发生在鸟类身上的情况,这可能会稍微不那么可怕。但重要的是要记住,适应仍然有其局限性。气候正在以非常非常快的速度变暖,远远快于过去的速度。那么这些鸟类能否足够快地进化以适应更温暖的气候?

我们不知道。更重要的是,一些动物的缩小速度比其他动物快。有些动物甚至在变大,这在生态系统层面上造成了大问题。你认为越来越多的动物会开始缩小,还是这太难以预测了?是的,这是一个我觉得每次写关于气候变化与生物多样性交集的故事时都会遇到的问题。

气候变化的影响比我们想象的要复杂得多,而且真的很难预测。我觉得这是一个完美的例子。理解温度升高将如何影响这些复杂的生态系统是非常困难的。因此,试图预测某个物种将会发生什么是非常非常困难的。广告过后,我们尝试一些非常非常困难的预测。

而不仅仅是40年后的未来。我们要走得更远。接下来是。对《无法解释》的支持来自Greenlight。带孩子的人告诉我,时间过得很快。转眼间,你的孩子就长大了。他们有了自己的信用卡,却不知道如何使用它。但你可以提供帮助。如果你希望你的孩子尽早获得一些财务知识...

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这是《无法解释》。我们回来了,我在这里与制作人Mandi Nguyen一起。嗨。Mandi,你一直在努力制作这个缩小动物的剧集,当我们离开时...

我们在谈论预测这些动物未来可能会如何变化是多么困难。是的,但我真的想尝试预测一下。好的。显然,预测未来是困难的,越往后越难。但我与许多科学家交谈了未来动物可能的样子,我玩得很开心,制作了一部小型未来自然纪录片。好的,让我们听听。

地球,数百万年后的未来。这个蓝色星球仍然充满了生命形式,但人类不在其中。我们的统治已经结束,其他生物填补了我们留下的空白。我们产生的巨大二氧化碳池在大气中保留了数万年,这导致了绿色植物的复兴。

然后,在没有人类的情况下,植物生命繁荣并多样化。因此,我们现在拥有的氧气比现在的空气更丰富。植物向大气中释放氧气,重塑了地球表面的生命。昆虫尤其受到影响。昆虫不是像我们一样用肺呼吸,而是通过遍布全身的细小管道(称为气管)呼吸。

研究人员假设,当昆虫达到一定大小时,由于表面积与体积的限制问题,它们无法通过气管获得足够的氧气。但随着大气中氧气的增加,这些限制可能不再适用。这就是几百万年前在晚石炭纪时期发生的事情。大约3亿年前,我们知道有一些蜻蜓的体型与鹰相当,蚂蚁的体型与蜂鸟相当。

现在,在未来的世界中,历史重演。想象一下你在未来的热带森林中。当你在这片森林中徘徊时,突然你看到一只你认得的 praying mantis,但它的体型与一只可卡犬相当。它具有你所熟悉的 praying mantis 的所有特征,三角形的头部,跟随你的巨大复眼,但它的体型比你习惯的要大得多。

这只 praying mantis 蹲伏在树干上,伪装得很好。静止不动,她在等待猎物。它可以捕猎小到中型的哺乳动物。它可以捕猎蜥蜴、鸟类,甚至鱼类。但它实际上专门捕猎在森林中游荡的巨型蟑螂,体型与博美犬相当。

一群蟑螂缓缓走过,长长的触角戳着森林地面。其中一只蟑螂偏离了方向,毫不知情地走向饥饿的 mantis。praying mantis 闪电般地伸出爪子,抓住了挣扎的蟑螂。她的抓握很强,干净利落地咬掉了它的头。美味的胜利。但未来的世界不仅仅有昆虫。

自人类世以来,许多大型哺乳动物已经灭绝。在它们缺席的情况下,幸存的动物如老鼠已成为中心舞台。幸存的哺乳动物群体,如啮齿动物,将占据所有这些其他动物留下的生态位。像鲸鱼和海狮这样的动物

这些海洋动物,许多已经灭绝,源自陆生祖先。像海豹和海狮似乎是两种不同的独立哺乳动物谱系,分别进化为水生和半水生。曾经一个没有大型海洋动物的海洋,现在是展示进化创造力的生物的家园。像鲸鼠这样的生物。

因此,这只鲸鼠已经进化为完全水生。因此,它失去了毛发,失去了胡须,所有的一切都消失了。它的尾巴可能变得更像鳗鱼的尾巴。它变得非常扁平,以便帮助游泳。它的手臂和腿都进化成了鳍。

在这个未来的世界中,鲸鼠的体型与海豚相当,流线型,完全适应水中生活。春天的海岸线是年轻鲸鼠的游乐场。幼崽在浅水区打闹,而它们的家人则在附近休息。在它们的上方,蝙蝠展开六英尺的翅膀,翱翔在波浪之上。但这不是普通的蝙蝠。这是一只航行蝙蝠。

这是一种生活在海洋中的蝙蝠,进化出非常极端的解剖结构,以便在海洋气流中航行和翱翔很长的距离。多年的海平面上升迫使这只蝙蝠远离其祖先所占据的生态位,寻找丰盛的食物。它们的翅膀又长又窄。它们很坚硬,使这些蝙蝠能够滑翔。

为了节省能量,航行蝙蝠滑翔而不是拍打翅膀,有时可以在不着陆的情况下飞行数百英里。当它们翱翔时,它们在波浪中喋喋不休,倾听下一顿美餐。

它们有着长长的脸和锥形的牙齿,使它们能够在水面上捕捉猎物,同时利用非常复杂的回声定位系统寻找水生猎物。航行蝙蝠捕捉到年轻鲸鼠在水中制造的涟漪,向下俯冲以更近距离倾听。

当它们接近时,它们发出较少的声波,之间的间隔很大。它们在寻找猎物的确切位置。鲸鼠幼崽暴露了自己。航行蝙蝠俯冲,张嘴在水面上猛扑。航行蝙蝠轻松解决了鲸鼠幼崽。

不久,它们又飞走了,穿越一个仍然充满奇迹的星球。那些可能对我们来说熟悉,或许完全不同的奇迹。

这就是进化的美妙之处,因为你知道,你可以有相同的起始条件,只需对DNA进行一次小小的改变,或者关于捕食者、授粉者的偶然情况,它就可以改变未来数百万年内将要发生的一切。这就是我所能做到的,但我希望你喜欢它。我是说,那真是太棒了。我喜欢它。但...

这有多现实?这是科幻小说,还是合理的预测?这绝对更多的是推测而非明确的预测。但许多科学家的回答是基于科学的。你知道,我把这个问题提出为一个有趣的、有趣的问题,但我很高兴地发现他们对这个问题非常认真。当科学家们思考像这样的未来动物可能是什么样子的问题时,

他们的起点是什么?他们以几种不同的方式来处理这个问题。你知道,有些人开始思考他们认为最有可能在未来生存的动物。这就是老鼠的来源。是的,它们真的是很好的幸存者,对吧?是的。所以它们很坚韧。它们与人类生活得很好,可能会活下来。

一些其他科学家,他们开始设想未来环境的样子,然后向后推导。这就是我们得到航行蝙蝠或鲸鼠的原因,像海平面上升这样的事情。或者像由于高氧气水平而出现的巨大昆虫。没错。当他们回答这个问题时,一些科学家甚至完全超越了地球。像...

外星人?在这种情况下不是外星人。我们仍然在谈论地球上的生命。具体来说,我们在谈论粘菌。粘菌?是的。粘菌是这些奇怪的生物,它们既不是植物,也不是动物,也不是真菌。

我与之交谈的科学家名叫Tiffany Taylor,她在推测一个未来的场景,人类将粘菌带到了火星。它们作为早期实验的一部分被带到火星。但不幸的是,有一些逃逸者成功地在火星表面探索。它们已经是这些非常奇怪的生物,可以采取许多形状和形式,可能在另一个星球上变得更加奇怪。

如果它们遇到需要逃跑的生物,它们可以改变形状,可能会长出腿并迅速逃跑。因此,它们的适应能力绝对是它们的优势。它们没有固定的形态。它们可以适应环境的任何要求。关于粘菌,

在这个场景中,长出腿吗?我们仍然处于真实的科学模式吗?我们确实有点科幻,并开玩笑说粘菌长出腿并逃跑。但思考生命在地球之外如何进化真的很有趣。因为这些过程是我们根本不知道的。是的,达尔文从未有机会弄清楚火星上会发生什么。是的。你知道,科学家们回答这个问题的方式有很多不同的方式。显然...

听起来他们在回答这个问题时玩得很开心。但你也说他们非常认真。这个练习的最终目的是什么?这只是一个扩展我们思维的方式,关于可能性,还是这里有更重要的东西?是的,我也对科学家们从这个练习中得到了什么感到好奇。其中一位科学家Liz Alter给了我一个我非常喜欢的答案。

因此,进化生物学家非常习惯于思考过去的长时间尺度,但设想未来却要困难得多,这很有趣。我认为这部分是因为人类在进化历史中只是一个微小的闪光点,对吧?我们物种只有几十万年的历史,但在我们在这个星球上存在的短短时间里,我们完全改变了这些基本的地球化学循环的基本方面。因此,作为结果,地球居民的进化过程也发生了变化。

生命可能会持续存在,任何未来存在的动物或生态系统都将受到今天发生的事情的影响。你知道,思考漫长的未来是非常令人警醒的,知道那个漫长的未来将会是什么样子。但我确实认为这是一个非常有用和重要的练习,尤其是因为我们作为一个物种正处于一个必须做出艰难选择的时刻,以避免一个对我们来说不适宜居住的未来地球。

没有人能说未来会是什么样子。因此,我认为值得问一下,我们认为可能存在什么未来动物和未来环境?像,什么未来是可能的?我认为看到巨型昆虫会非常酷。但如果人类真的能在场看到它们,那就更好了。

感谢所有为本集与我交谈的科学家,包括谈论巨型 praying mantis 的Liz Alter,谈论鲸鼠的Jingmei O'Connor,谈论航行蝙蝠的Charlene Santana,带来火星粘菌的Tiffany Taylor,以及分享关于进化的一些重大反思的Julia Sigurd。特别感谢我们的David Attenborough,James Barham。

本集由我Manning Nguyen制作,得到了Meredith Hodnot和Bird Pinkerton的帮助。编辑由Noam Hassenfeld和Brian Resnick完成。配乐由Noam和Meredith完成。事实核查由我完成。声音设计来自总是出色的Christian Ayala。Lauren Katz负责我们的新闻通讯,Liz Kelley-Nelson是Vox Audio的副总裁。

我们为本集采访了大量科学家,但我们没有空间容纳所有人。但我想对Corey Evans、Tanisha Allen、Alexis McHilo、Jessica Ware、Myreen Balisi、Zahas Barveh和Danielle Edwards表示衷心的感谢。您可以在 vox.com/unexplainable 注册我们的新闻通讯,并通过 [email protected] 向我们发送您对节目的任何想法。《无法解释》是Vox媒体播客网络的一部分,我们下周再见。