北京青年报
新知|老虎的体型
商务印书馆 2022-10-19 19:00

伯格曼法则(Bergmann’s Rule)是古老的生态学原理。严格来说它不是一个真正的法则,只是描述了一些科学家们所认定的经验和模式。伯格曼法则认为,生活在寒冷地区的动物比温暖地区的体型更大。

更确切地说,伯格曼法则比较的并非不同物种的差异,而是相同物种不同个体之间的差异。它最早可以追溯到一份出版于1847年的晦涩的德国论著。那本书的要点是:“对温血脊椎动物而言,来自较冷气候地带的物种往往比来自较暖气候地带的同类大。”例如,加拿大的家麻雀通常比中美洲的大。这种模式的逻辑是,动物体型越大,相对体表面积越小,更容易保存热量。内脏产生热量,皮肤散热。相同面积的皮肤内,内脏越多,热量保留得也就越多。但一些生物学家持不同意见,反驳了伯格曼法则。实际上,他们不仅质疑伯格曼法则推断的适应机制,还从根本上否定存在这种模式。但不管这种模式是否存在,也不管在寒冷气候中保存热量的必要性能否解释它,伯格曼法则经常被用来解释东北虎的体型。生活在俄罗斯东南部雪山上的老虎,可能比热带同类需要更大的身体。这样单位体积暴露在外的表面积更小,更易于保暖。——这合乎逻辑,虽然尚未得到证实。

虎(Panthera tigris)大约在200万年前起源于东亚,从东亚散布到整个亚洲大陆。最终,老虎从区域性集中的种群变成分布广泛而彼此隔离的种群。这个物种近期可以划分成八个亚种或小种(race)。20世纪已经有三个亚种灭绝:里海虎(P. tigris virgata)、巴厘虎(P. tigris balica)和爪哇虎(P. tigris sondaica)。老虎的命运取决于另外四个亚种:孟加拉虎(P. tigris tigris)、印支虎(P. tigris corbetti,以吉姆·科贝特的名字命名,不过他猎杀食人虎的地点是印度,而不是又称印度支那的中南半岛)、苏门答腊虎(P. tigris sumatrae,最后的岛屿种群)和东北虎这四个亚种的虎。

从留下的标本证据看,巴厘虎比多数其他亚种小得多,爪哇虎也很小。这就是众所周知的岛屿侏儒症。体型较大的哺乳动物一旦被孤立在岛屿上,往往会演化成小型动物。马达加斯加岛上的侏儒河马,英国海峡群岛上的侏儒猛犸象,更新世时期西西里岛上的侏儒象,爪哇和巴厘岛上的小老虎,不一而足。另一个极端是孟加拉虎,几乎和东北虎一样大,但原因不尽相同。

印度虎不需要特意保存热量,影响它们体型的可能不是伯格曼法则,而是盖斯特法则(Geist's Rule)。盖斯特法则认为,导致动物体型变大的因素是食物丰度的季节性峰值(不是一成不变的全年供应)。猫科动物专家安德鲁·基奇纳(Andrew Kitchner)在分析老虎形态变化的文章中援引了该法则。不过话说回来,盖斯特法则源于从食草动物而不是食肉动物中观察到的模式。对食肉动物而言,食物供应的季节性波动远没有食草动物那么剧烈。随着季节推移,植物发芽,猛长,然后死亡。以植物为食的动物可能对这种循环适应良好。依靠庞大的身躯,它们可以暴饮暴食,然后扛过饥饿,从而得以生存。但是,猎物数量不会突然上升和下降,所以将盖斯特法则应用于捕食者略显牵强。

要比较老虎亚种的尺寸,最可靠的方法是测量头骨和牙齿。基奇纳做了测量,发现老虎的体型“似乎随着纬度的增加而逐渐变化,在印度次大陆北部和俄罗斯远东地区达到峰值”。简而言之,他的意思是,从一处到另一处,老虎平均体型是渐变而不是突变。基奇纳的论文中有一些漂亮的坐标图,展示了几十个牙齿和头骨样本的测量结果,还标识了样本的纬度。

当然,你我都不关心这样的细节:这只娇小的巴厘岛动物上颌第四前臼齿冠长34毫米,那只西伯利亚巨兽的冠长高达38毫米。我们喜欢听更生动全面的介绍。老虎有多大?好吧,报道多种多样。权威消息说,雄性孟加拉虎体重可达560磅(约254千克),而雄性东北虎可能超过670磅(约304千克)。但即便是“权威”出版物,也少不了道听途说和夸大其词。俄罗斯科学家伊戈尔·尼古拉耶夫(Igor Nikolaev)提供的数字要保守些。伊戈尔的野外资历极其出色,尽管民族自豪感可能促使他夸大其词,但他证实从未见过或听说过超过650磅(约295千克)的野生东北虎。其他有着多年捕获和称量老虎经验的研究人员也都报告称,他们经手的雄虎均远低于500磅(约227千克)。

尼古拉耶夫的证词来自彼得·马西森(Peter Matthiessen)的《雪中之虎》(Tigers in the snow)。这本书非常优雅地描写了东北虎及其原生生境。马西森也对体型问题补充了一些有用的观点:“的确,身披冬毛的东北虎——它们一度被称为长毛虎(P. t. longipilis)——看起来比次大陆北部喜马拉雅山脚下雄壮的孟加拉虎更大。但它的肩高,仅比孟加拉虎高两到四英寸。”尽管如此,四英寸(约10厘米)的肩高并非微不足道。对于重达四分之一吨的猫科动物,肩高相差四英寸,体重差异可能相当大。但没关系。保守一点,可以认为东北虎的最大体重略高于600磅(约272千克),成年雄虎平均体重400到500磅(约181到227千克)。毫无疑问,仍然是非常大的大猫。

基奇纳对体型、和其他形态差异的分析表明,几千年来老虎曾广泛分布于亚洲大陆。它们似乎曾经畅通无阻地杂交,逐渐适应当地条件,但没有形成因长期局部隔离而产生的明显进化特性。

节选自《众神的怪兽:在历史和思想丛林里的食人动物》“新思维”一章,作者:〔美〕戴维·奎曼 著;译者:刘炎林

来源:商务印书馆

编辑/韩世容

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