人类活动对环境快速变化的影响正以前所未有的速率进行。与环境变化并行的是一些动物，尤其是生活在包括高海拔或高纬度等极端环境中的野生物种的体态变化、地理分布、表型性状的变化。然而目前的研究对这些变化发生的直接原因知之甚少，而且太多的研究仅仅是描述性的。人口对环境变化的反应有以下几种：遗传性状可以通过环境变化作为一种定向选择而存在；选择压力或环境变化均可造成动物生存时间与动物数量的变化；动物数量增长率也受到种群数量的影响。这些过程每一种都依赖于表型性状与繁殖、体态变化、新生动物等因素之间的关系。如何理解环境对动物总量的影响取决于如何理解表型—生殖关系的变化以及上述这些因素如何影响到动物体态、动物数量、生存时间。

    来自伦敦帝国学院生命科学系以及福罗里达大学、斯坦福大学的研究人员最近又有新成果。为了解决该问题，研究者们整理了33年的高山休眠动物（黄腹旱獭）的生存数据。这些数据质量较高，是针对于每个黄腹旱獭动物个体的生命长度、身体质量的数据。黄腹旱獭是一种生存在科罗拉多州流域上游地区的一种啮齿类动物。研究人员选择雌性动物作为研究对象，这是因为雌性体态数据比较可靠。研究人员将体重指数作为统计的指标，因为该指标可影响到地理位置分布、生殖数量、生命时间等几方面。

    环境变化从几个方面影响了旱獭的表型。随着气候转暖，旱獭在一年中更早的时间内苏醒。这样它们将会拥有更多的时间来生长。研究人员每年夏天都会反复捕捉几次这些动物，通过反复测量身体-体重指数和多因素回归分析，研究人员得出了每年夏天8月1日的动物体重尽管每年的数据不一，但多是在平均水平线上下移动。动物种群数量结果则显示在1976年至2001年之间动物每年以平均0.56只的数量增长。当2001年之后动物的增长则以每年14.2只的数量增加，这说明在2001年人口动力学发生了显著的变化。而且动物平均体重的变化更为明显和突然，在2000年之后的10年之间，动物，尤其是成年动物的平均体重达到最高。这说明动物已经克服了增长“门槛”，正在以更高速的增长方式繁殖。有趣的是风信子的开花率在2000年左右也有较大的变化。

    为了解释这个现象，研究者们通过标记-重新捕获方法、广义线性回归等方法来找出最必须的描述身体质量指数与人口数量之间的关系。研究人员发现，这二者呈现某种“相辅相成”的关系，当动物个体有更大的体重时它将有更长的存活时间。而且，具有更大体重的雌性动物在其晚年仍具有生殖功能。

    为了理解种群动态和个体表型的后果，研究人员采用了一种新技术积分投影模型（integral projection model，IPM）。来研究连续的体态特征变化以及在此基础上的数量变化。研究以2000年为分界线，之前与之后分别建立IPM，通过比较这两者，研究人员断定动物数量的急剧增加主要是由成年动物存活时间延长以及未成年动物生长速度增加而造成的。

    我们如何解释这些实验结果？动物种群数量水平的变化是通过每个动物个体体重增加来调节的。这些变化产生的原因主要是生态学上的、而非进化上的。由于气候转暖，动物拥有更长的时间生长来应对下一次的冬眠；同时，由于动物幼崽生长时间更长，其身体发育快于以前，使动物更容易熬过冬眠期。这就造成了出生率与成年率的提高。而且，由于动物有更大的体重，其生殖期也明显延长，所以有更长的存活时间。这就造成了死亡率的降低。研究人员认为，这项研究为以后准确地研究气候与物候之间的关系提供了基础和研究思路。（编译：李秋实）

参考文献：《Nature》2010;466:482-485