在昏暗的灯光下在俄勒冈州立大学维尼格大厅的深处,有超过26000条吊袜带蛇埋伏着。盘绕着塞进一罐又一罐发黄的酒精里,这群腌渍蛇不仅仅是恐蛇者的噩梦。这是该大学爬行动物和两栖动物收藏的一部分,是世界上最大的袜带蛇集合。这里收藏的一些物种标本比世界上所有博物馆的总和还要多。然而,这并不是一堆尘封的奇珍异宝。对于一些研究人员来说,更好地了解动物将如何应对地球气候变化的探索始于维尼格大厅的罐子。

吊袜带蛇属,有30多个种类Thamnophis它们分布在中美洲到加拿大北极边缘一带。它们广泛的成功,以及它们生命周期中的一些怪癖,使它们成为研究环境变化如何影响动物的理想对象。俄勒冈州立大学爬虫学收藏馆长Stevan Arnold在几十年的实地研究中带回了大部分标本,据他说,袜带蛇数量丰富,数量众多——例如,一只雌性红边袜带蛇一窝最多能产70条蛇。作为冷血爬行动物,蛇无法调节自己体内的体温,只能受环境的摆布,阿诺德说,它们“迅速进化以应对气候变化”。

俄勒冈州立大学的爬虫学收藏有超过57000个标本,包括来自<em>Nerodia</em>属的水蛇,尽管收藏中保存的近一半动物是吊带蛇。
俄勒冈州立大学的爬虫学收藏有超过57,000个标本,包括来自该属的水蛇Nerodia尽管藏品中保存的动物近一半是吊袜带蛇。斯蒂文·阿诺德提供

例如,阿诺德比较了几十年来收集的成年标本上的鳞片数量。在干燥的环境中,脱水会给蛇带来压力,标本的鳞片通常更少但更大,这比小鳞片更能保持水分。

俄勒冈州立大学收藏的许多蛇都来自加州北部的鹰湖,就在该州著名的拉森火山国家公园的东部。除了丰富的吊带蛇种群,国家保护的湖泊及其海岸是秃鹰、鱼鹰和他们狩猎的鳟鱼的家园。鹰湖的袜带蛇之所以独特,是因为每个种群之间的多样性。在高山草甸发现的蛇生长得更慢,成熟得更晚,但寿命是湖边袜带蛇的两倍,例如,正是这种与环境条件的联系,仍然没有完全理解,在半个世纪前第一次吸引阿诺德来到鹰湖。

鹰湖蛇也吸引了其他研究人员。爱荷华州立大学进化生物学家Anne Bronikowski最近研究了干旱对该地区蛇的影响。猎食小鱼和两栖动物的袜带蛇尤其依赖水。为了了解气候变化如何影响这些蛇,Bronikowski测量了2012年至2018年7个夏天蛇免疫系统的变化。这段时期包括三年多的严重干旱,在此期间鹰湖的水位急剧下降。布罗尼科夫斯基的团队发现,湖周围的几只袜带蛇的数量出现了严重下降。该项目研究的个别蛇也显示出免疫反应减弱。布罗尼科夫斯基说:“在某种程度上,当动物压力过大、脱水或过热时,我们预计免疫系统会崩溃。”在这个项目的过程中,她和她的合著者最近生态学与进化发现了将气候变化与免疫系统健康下降联系起来的“令人信服的证据”。

加州东北部的鹰湖是多种吊袜带蛇的天堂,一场野火的烟雾笼罩着鹰湖的地平线。
加州东北部的鹰湖是多种吊袜带蛇的天堂,一场野火的烟雾笼罩着鹰湖的地平线。Mike Lee/Alamy Stock Photo

回到俄勒冈州立大学,阿诺德的同事罗伯特·梅森也注意到了气候变化对袜带蛇的影响。在他的实验室里,梅森鉴定出了已知的第一种爬行动物性信息素,并对其进行了测序,这是一种雌性吊袜带蛇产生的化学物质,用来让雄性吊袜带蛇知道自己已经准备好交配了——这种化学物质非常强大,梅森曾看到雄性吊袜带蛇试图与含有信息素的纸巾交配。与阿诺德不同,梅森的实地考察带他去了北方。梅森说,在他的研究领域,蛇的繁殖,“没有什么能与曼尼托巴岛上发生的事情相提并论。”

在加拿大马尼托巴省的一个地区,雨水和无情的冻融循环将裸露的石灰岩雕刻成深深的洞穴和天坑。在这些地下房间里,当地的袜带蛇在等待加拿大的冬天。当春天来临时蛇出来繁殖成千上万的人聚集在一起,梅森称之为“活意大利面的海洋”。40年来,他每年春天都会来这里观察这一现象,这也在不断发展。他说:“在80年代初,我们会在5月的第一周去那里,当第一条蛇出来的时候。”“现在,我必须在4月20日左右上去,提前十天。”他说只有一个解释:“这完全是气候变化造成的。蛇出来得早,因为天气变暖了。”

袜带蛇是一组30多个物种,属于Thamnophis属,对人类无害。
吊袜带蛇属,有30多个种类Thamnophis,对人体无害。凯利·詹姆斯/俄勒冈州立大学

当野外的蛇适应不断变化的环境时,俄勒冈州立大学的这些不和谐的标本帮助研究人员将他们每年所看到的情况放在更广泛的背景下。据洛杉矶县自然历史博物馆爬虫学馆长格雷格·保利(Greg Pauly)说,阿诺德的收藏产生了一个长期的生态数据集,就像一台时间机器。保利说:“它让我们了解了过去发生的事情。”“生态学家越来越多地认识到,博物馆收藏是观察物种如何应对城市化或气候变化等重大变化的绝佳机会。”

俄勒冈州立大学的蛇将很快搬迁到该大学的生物中心科德利大厅,在那里它们将与同样令人印象深刻的节肢动物收藏一起居住。在那里,罐子里的26000条吊袜带蛇,以及梅森实验室里的活蛇,将继续帮助研究人员了解爬行动物对气候变化的反应。他们的研究结果可能会为我们人类如何适应不断变化的地球提供线索。梅森说,根据他几十年来对动物的研究,“我们与爬行动物的共同点实际上比不同点要多。”