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研究来自巴塔哥尼亚安第斯山脉的老鼠的科学家们注意到一些他们无法解释的事情：来自山的西部的老鼠比来自东部的老鼠要大，但DNA说它们都来自同一个物种。研究人员检查了来自南美洲最南端的450只老鼠的头骨，发现现有的生物学规律并不能解释它们在大小上的差异。相反，科学家们可能发现了一个新的自然法则：在山的一侧（在这种情况下，这些老鼠）似乎变得更大，因为雨意味着有更多的食物。
芝加哥菲尔德博物馆的研究助理、德保罗大学环境科学与研究的助理教授、该论文的通讯作者Noé de la Sancha说:“有很多生态地理规则，科学家们用来解释我们在自然界中反复看到的趋势。有了这篇论文，我认为我们可能发现了一个新的问题:雨影效应可以导致哺乳动物的大小和形状的变化。”
De la Sancha和他的同事在这项研究中研究的老鼠是毛茸茸的软毛小鼠，名为Abrothrix hirta。“它们是非常可爱的小家伙，它们有柔软的白色腹部，”De la Sancha说。“它们生活在山区，这使它们独特，但它们也在低海拔地区发现。总的来说，它们还没有得到很好的研究。”
De la Sancha的同事Pablo Teta在阿根廷布宜诺斯艾利斯的“Bernardino Rivadavia”阿根廷自然科学博物馆工作，他开始研究这种毛茸茸的软毛老鼠，作为他博士论文的一部分。“他发现该物种的一些个体非常大，一些非常小。他认为它们是不同的物种。但它们的线粒体DNA表明它们是一个物种，尽管它们如此不同，”De la Sancha回忆道。“我们想探究为什么会这样，看看他们是否遵循了某种规则。”
有很多自然的“规则”可以解释我们在生活中看到的模式。例如，伯格曼法则解释了为什么同一物种的动物在高纬度地区体型更大。加拿大的白尾鹿比它们瘦弱的佛罗里达表亲更大更笨重。伯格曼定律解释说，这是因为相对于你的表面积而言，较厚的身体有助于你更好地保持热量，就像大块食物比小块食物需要更长的时间冷却一样。
为了找到解释大小差异的规律，研究人员使用统计分析方法比较了450只老鼠头骨的测量结果。然后，他们试图将他们的发现映射到不同的生物学规则上，看看是否有适合的。伯格曼的法则不起作用;老鼠的大小和样本生活的南北距离之间没有很强的相关性。其他规则强调了温度或降水的作用，针对不同的群体和情况给出了不同的结果。该研究小组没有发现纬度或其他19个生物气候、温度或降水变量中任何一个最能描述小鼠的不同形状和大小。然而，似乎在经度上确实有一个模式，即老鼠生活在东边或西边多远的地方。
De la Sancha和他的同事们意识到，这可能与生物学家所说的“资源规则”有关。De la Sancha说:“这一规律表明，在资源较多的地方，来自同一物种的个体往往比资源较少的地方更大。例如，一些在沙漠和其他栖息地发现的鹿鼠往往在它们栖息地的干燥部分更小。另一种假说认为，北美山区的一些动物比邻近的平原上的动物体型更小。我们的研究发现了这些规则的混合结果。”
老鼠的大小似乎遵循了资源规则，但问题仍然存在:为什么南安第斯山脉的西坡比东坡有更多的资源?
“信不信由你，当我教生态学的时候，我教的其中一件事就是雨影效应，”De la Sancha说。
雨影效应是水蒸气在山脉中流动的产物。海洋上空的空气会吸收水蒸气，当海洋自然变暖时，水蒸气就会上升。盛行风，就像自西向东的高速气流，把海洋中的空气推到陆地上，当空气越过山脉时，随着海拔的升高，温度会变冷。冷空气中的水蒸气凝结成雨落下。如果山非常高，空气中的水分会在到达山顶的另一边时耗尽。“基本上，山的一边将是潮湿多雨的，而另一边将是寒冷干燥的空气。在一些山上，差异非常大。一面可能是热带雨林，而另一面几乎是沙漠，”De la Sancha说。“地球上大多数山脉都有雨影效应，我们在世界各地都能看到这种现象。”
本科教学讲到一半，De la Sancha意识到，雨影可以解释为什么安第斯山脉西侧有更多的食物，因此，为什么那里的老鼠更大。“就在那天，我回家给Pablo写信，”他回忆道。“我当时想，‘伙计，我们需要谈谈雨影。’”
据De la Sancha所知，雨影确实与啮齿类动物的体型完全匹配——这是第一次有人证明雨影对哺乳动物体型的影响。虽然到目前为止，这只在一种老鼠身上得到了证实，但De la Sancha怀疑他和他的同事们已经发现了一个更大的真相——也许有一天甚至会形成自己的规则。
“这很令人兴奋，因为它可能是一种更普遍的东西。我们认为这可能是一种规律，而不是一种反常现象，”De la Sancha说。“在许多不同的分类群上进行测试是值得的。”
然而，这些发现可能意味着这些毛茸茸的软毛老鼠，以及它们的许多哺乳动物同伴，正处于一个艰难的时期。De la Sancha说:“可怕的是，我们表明，至少在某种程度上，气候模式对决定小鼠的形态——它们的形状和大小——直接或间接地通过它们可以找到的资源，是很重要的。”“随着气候变化，我们知道我们将看到全年温度和降水的巨大变化。虽然它们可能不是影响老鼠健康的最重要变量，但它们在确定可用食物来源方面很重要。”如果天气模式改变，影响该地区的植物生长，老鼠可能不再能够像以前那样茁壮成长。
此外，De la Sancha指出，动物们已经开始向山上迁移，以逃避气候变化的影响。他说:“到了某个时候，你就没有山了。”“没有别的地方可去了。我们不知道会发生什么，但情况似乎不太好。”
De la Sancha认为，面对气候变化，这些老鼠的未来尚不明朗，这是研究像老鼠这样经常被忽视的动物的一个很好的理由。“了解我们对大多数小型哺乳动物知之甚少是很重要的，”他说。“它们是我们环境长期变化的良好指标。我们需要更多地研究它们。我们的发现还表明了为什么博物馆藏品如此重要。这项研究是基于阿根廷、智利和美国的博物馆藏品，它是多年收集和大数据集的融合。
Teta指出:“如果没有博物馆收藏，这篇论文是不可能的，并强调了基于博物馆和收藏的研究及其在世界范围内的支持的重要性。这种类型的研究帮助我们更好地理解地球上生命如何工作的宏观、普遍的规则。”
Andean rain shadow effect drives phenotypic variation in a widely distributed Austral rodent. Journal of Biogeography, 2022; DOI
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