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约翰·詹姆斯·奥杜邦很了解鸟类。 作为他对鸟类“狂热”的一部分，这位法裔美国博物学家试图调查并用图纸记录下北美所有本土鸟类物种。 正是奥杜邦在 1833 年将旅鸽（Ectopistes migratorius） 鉴定为北美大陆数量最多的鸟类，他描述了一群宽达一英里的迁徙鸽群从他头顶飞过，连续三天遮天蔽日，以此强调了这一点。
事实上，19 世纪初期，旅鸽可能曾是世界上数量最多的鸟类，估计数量至少有 30 亿只，或者至少是如今北美所有种类鸟类总数的1/3。 然而，到 1900 年，野外已无一幸存，1914 年 9 月 1 日，最后一只名为玛莎的旅鸽被发现死在辛辛那提动物园的笼子里。 该物种在人类寿命期间内从数量极其庞大到灭绝。
现在，一项从博物馆馆藏标本的脚趾垫中提取基因的分析表明，繁荣与衰退周期的趋势可能已写入旅鸽的 DNA 中，并促成了该物种的衰落。 “旅鸽很可能经历剧烈的人口波动，”台湾师范大学分子生态学家、博士后研究员，以及 6 月 16 日发表在《美国国家科学院院刊》上的分析的主要作者洪志明（Hung Chih-Ming）解释说。 洪说，旅鸽“并非总是非常丰富”，他最初在明尼苏达大学鸟类进化生物学家罗伯特·津克（Robert Zink）的实验室开始研究这种鸟类。
早在 2011 年，洪和他的合著者在明尼苏达州的餐桌旁聊天。 谈话转向了“人类对野生动物有多么邪恶”，洪回忆道。 “旅鸽曾经是世界上数量最多的鸟类，但突然间就从地球上完全消失了。” 仅仅是狩猎就足以导致旅鸽灭绝吗？ 对于早期欧洲定居者来说似乎数不胜数的鸟类，基因学又能揭示其种群规模的什么信息呢？
因此，洪和他的同事收集了四份博物馆标本，这些标本是在印第安纳州、明尼苏达州和宾夕法尼亚州采集的E. migratorius——三只颜色鲜艳的雄性标本和一只颜色暗淡的雌性标本。 三只雄性标本的脚趾垫产生了旅鸽基因组的长片段（尽管雌性标本的脚趾垫被证明失败了）。 然后，他们将这些基因序列与仍然常见的家鸽（Columba livia）的基因组进行了比较，并根据这些比较，估计他们捕获了 旅鸽基因的 57% 到 75%（假设其基因组的大小与其近亲大致相同）。 洪和他的同事在谈到这项成就时写道：“据我们所知，这是迄今为止为已灭绝鸟类物种获得的最长、质量最高的基因组序列。”
有了如此长的 DNA 片段，洪和他的团队可以评估三个标本中基因 DNA 代码序列彼此之间的变异程度。 有了这张遗传变异图，科学家们就可以估算出旅鸽曾经的种群规模——通常，小种群的遗传变异比大种群少，因为它来源于较小的成功繁殖的祖先库。 通过这种观察单个基因组上许多基因的变异的技术，来自整个繁殖范围的少量鸟类可以揭示其同类的近似数量。
就旅鸽而言，洪和他的同事得出结论，繁殖鸟类的数量平均约为 330,000 只，在过去一百万年的某些时候降至最少 50,000 只。 这些数字与 1880 年估计的至少 30 亿只的数量不符，这表明旅鸽可能是一种生态学家所称的“爆发”物种，就像蝗虫一样，随着条件的变化而兴衰，而不是像智人在过去 200 年里经历的那样，经历了一次“奇异的人口爆炸”。
这种来自基因学的答案与旅鸽食物（橡子、山毛榉坚果和其他森林果实）在过去几千年里在北美的丰富程度的生态建模非常吻合。 这样的计算机模拟表明，大约在 21,000 年前，当冰川掩埋了为旅鸽提供食物的树木时，旅鸽的种群数量急剧下降，然后在大约 6,000 年前反弹到多达 16 亿只。
这种繁荣与衰退的情景也与一些人的观点相符，即欧洲移民的涌入可能人为地增加了旅鸽的数量，因为他们消灭了与鸟类争夺坚果和其他森林食物的美国原住民猎人和觅食者。 这个故事是说，这种人口增长将是暂时的，因为大量的鸽群会破坏为鸽子提供食物的森林。 加州大学圣克鲁斯分校的古基因组学家贝丝·夏皮罗（Beth Shapiro）指出：“我怀疑，当欧洲人最初抵达北美时观察到的大量旅鸽群只是昙花一现。” 她没有参与这项工作，但也正在进行旅鸽基因组测序。 “很难想象这些鸟类如何在长期内维持如此庞大的人口数量。 它们对森林的破坏性太大了！”
毕竟，大量的鸽群就像一场生物风暴，将树木压弯，地面上覆盖着粪便，以及其他影响。 欧洲定居者加剧了这种树木的破坏，在 19 世纪的过程中砍伐了美国东部大森林。 森林果实丰度的下降趋势，加上这些人日益增加的狩猎，可能共同引发了旅鸽的迅速灭绝。 洪说：“我认为栖息地的减少肯定减少了它们的种群数量。” 他指出，类似的情况可能解释了北美其他爆发物种的灭绝，例如美国西部地区的落基山蝗虫。 “我们的研究表明，自然种群规模变化和人为干扰相结合，共同推动了这种鸟类的迅速灭绝。”
回归有可能吗？
但旅鸽在相对较小的种群规模下持续存在的事实，为将它们带回来的努力带来了新的希望——即所谓的“去灭绝”。 夏皮罗指出，“鉴于这种鸟类在冰河时期以相对较小的数量幸存下来，也许我们不需要创造数十亿只才能使其种群可持续发展。”
有志于成为“去灭绝”科学家的本·诺瓦克（Ben Novak）正在通过长时基金会的 Revive & Restore 项目与夏皮罗的实验室合作领导这项工作。 诺瓦克不相信任何自然过程在鸟类的灭绝中发挥了作用，他预测，如果“去灭绝”的努力获得成功，“未来的旅鸽将像适应过去变化中的森林一样，适应我们的森林。” 换句话说，旅鸽不会成为害虫，不会像其进化历史中那样受到橡子和其他果实供应的限制而成为爆发物种。
当然，今天还有其他食物来源，这些食物来源在 19 世纪并不那么丰富，包括明尼苏达州、印第安纳州和其他旅鸽曾经栖息的地方的广阔农田。 在美国——也许在国家公园和森林之外——是否有地方让大量这种鸟类重新自由漫游？ 如果大量的鸽群破坏了庄稼，有什么可以阻止农民再次毒杀（或猎杀）这些鸟类以致灭绝呢？ 洪指出，从社会或基因的角度来看，旅鸽的“去灭绝”都不是一件容易的工作。 “这很有趣，但我个人认为，对于保护而言，这不是一个值得采取的步骤。”
无论如何，对于失踪的旅鸽进行的基因侦查，让我们看到了希望，博物馆抽屉里可能蕴藏着关于已灭绝和现存物种的丰富遗传信息，所有这些信息都可以从小样本（如脚趾垫）中获取。 与此同时，为了使基因复活在旅鸽身上奏效，东部大森林也必须更加充分地恢复。 奥杜邦认为，唯一可能威胁到旅鸽的是其森林家园的消失，而这比这位热忱的博物学家所能预见的速度还要快。 再加上奥杜邦自己也参与的狩猎——只是由电报和铁路的出现而变得更加强大的市场猎人——这两种力量合谋造成了致命的打击。