隨著溫室氣體排放導致地球氣候持續升溫，我們正看到越來越多的極端和異常天氣事件。但是，要預測和分析這種顧名思義的異常現象的影響卻非常困難。科學家認為，博物館樣本可以提供一些答案。在首次同類研究中，佛羅里達大學的一個研究小組利用自然歷史標本證明，異常的冷熱天可以將蝴蝶和飛蛾的活動時間延長近一個月。

隨著數字化工作的開展，自然歷史藏品的價值和可從中獲取的信息也隨之增加，可供研究的藏品也越來越多。圖片來源：Emile-Allain Séguy 插圖

第一作者、佛羅里達自然歷史博物館生物多樣性信息學館長羅伯特-古拉尼克（Robert Guralnick）說：”結果與我們的預期完全不同。”

大多數研究通過平均氣溫上升的潛望鏡來觀察氣候變化及其後果。隨著氣溫的逐漸升高，特定地區的動植物會在春季提前活躍起來，將休眠期推遲到秋季晚些時候，並慢慢轉移它們的活動範圍，以適應最適合它們生存的氣候。

變化無常的天氣為這些模式增添了一層複雜性，其未知的後果為試圖預測全球生態系統未來的科學家們架起了一道不透明的屏障。

古拉尼克說：”科學文獻中曾暗示，天氣異常會對生態系統產生累積效應，但沒有任何文獻在大範圍內直接探討這個問題。”

他解釋說，這種疏忽主要是由於缺乏足夠的數據。一個多世紀以來，世界上許多地區都在可靠地收集氣候數據，但記錄生物位置和活動的記錄卻很難獲得。

自然歷史博物館越來越被視為一種潛在的解決方案。最古老的博物館已經積累了數百年的標本，而最近將藏品數字化的努力也使得它們的內容可以被廣泛使用。但數字化博物館記錄也有其獨特的缺陷和不足。

在第一項同類研究中，佛羅里達大學的研究人員利用自然歷史標本表明，反季節的冷暖天會將飛蛾和蝴蝶的活躍期延長近一個月。圖片來源：Emile-Allain Séguy 插圖

2022 年，該研究的合著者邁克爾-貝利茨（Michael Belitz）從博物館藏品中構建了一個飛蛾和蝴蝶數據集，為希望使用類似數據的其他研究人員指明了方向。研究結果是一本關於如何收集、整理和分析自然歷史標本信息的綜合指導手冊。

貝利茨和他的同事們掌握了這一強大的資源，他們想看看能否從反常的天氣模式中發現信號。作者將分析範圍限制在美國東部，使用了從20 世紀40 年代到2010 年代收集的139 種飛蛾和蝴蝶的記錄。

他們的研究結果非常明確： 異常溫暖和寒冷的天氣極大地改變了昆蟲的活動，其程度超過了過去幾十年全球氣溫的平均增幅。

極端天氣事件發生的地點和時間影響了昆蟲的反應。在高緯度地區，冬季的暖日意味著飛蛾和蝴蝶在春季更早開始活動。異常寒冷的日子讓所有緯度地區的昆蟲活躍的時間更長，而異常高溫和異常低溫的組合影響最大。

“如果連續幾天異常寒冷和異常溫暖，就會限制昆蟲以最佳狀態活動的能力，”古拉尼克說。”如果寒冷沒有殺死它們，也會減緩其活動能力，可能會迫使昆蟲陷入倦怠。不過，昆蟲可以很快從寒流中恢復過來，並繼續延長壽命，這是溫度驟降的直接結果。”

昆蟲在更長的時間內保持活躍最初似乎是件好事。但研究蚊子的合著者林賽-坎貝爾（Lindsay Campbell）指出，昆蟲壽命的延長或改變可能也意味著病原體傳播的機會增多，而不是抵消氣候變化帶來的負面影響。

佛羅里達大學助理教授坎貝爾說：”厄爾尼諾現象與東非大裂谷熱爆發之間存在關聯，而且有軼事觀察顯示，異常溫暖或炎熱乾燥的春季，緊隨其後的強降水事件，也與疫情爆發增加有關。”

生態系統的長期穩定也完全取決於其各組成部分的同步活動，植物對極端天氣的反應可能與昆蟲不同。如果飛蛾和蝴蝶過早起飛，它們就有可能遇到尚未長出葉子或花朵的植物，從而耗費能量徒勞地尋找食物。

由於”極端”的基準線不斷變化，目前還不清楚昆蟲能否跟上變化的步伐。古拉尼克說：”隨著平均溫度和氣候變異性的增加，生物的恢復能力將急劇下降。今天的極端事件在未來會變得更加極端，在某些時候，緩衝這些變化的能力會達到極限”。