科学家能通过迁移拯救受气候变化威胁的物种吗？

在库克海峡一块名为北部兄弟岛的岩石小丘上，一种名为楔齿蜥的类似蜥蜴的生物种群正在迅速变成全雄性。当科学家在 1990 年代后期检查这种失衡现象时，雄性比例已经达到 62.4%，此后迅速恶化，超过 70%。研究人员表示，气候变化是罪魁祸首：地面温度决定了楔齿蜥胚胎的性别，较低的温度有利于雌性，而较高的温度有利于雄性。当气候将性别比例推高至 85% 雄性时，北部兄弟岛的楔齿蜥将不可避免地滑入生物学家所称的灭绝漩涡。

对于楔齿蜥和许多其他受气候变化威胁的物种来说，将它们迁移到它们从未居住过的地方——这种做法被称为辅助殖民——似乎正成为保护主义者拯救它们的唯一选择。“我们更希望做一些更自然的事情，”明尼苏达大学的生态学家杰西卡·赫尔曼说，她是最早提出辅助殖民想法进行讨论的研究人员之一。也就是说，物种最好能够自行转移栖息地，利用自然廊道寻找新的家园，因为它们旧的家园变得不再适合居住。但赫尔曼解释说，对于许多岛屿和山区物种来说，长距离迁移从来都不是一个选择。在其他情况下，旧的廊道已不复存在，因为人类发展已经将其分割。

然而，辅助殖民作为一种保护策略的想法引起了激烈的批评，因为它有可能对被迁移的物种和目的地栖息地都造成生态浩劫。此外，许多保护主义者毕生致力于将物种放回它们 100 或 200 年前居住的地方——黄石公园的灰狼或大平原上的野牛。想象它们可能在某些不可知的未来居住的新地方可能会感觉像是异端邪说。

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但是，随着气候变化可能造成的破坏变得更加明显，批评已经让位于关于如何以及何时迁移物种的指导方针——以及对辅助殖民的日益增长（如果是不安的）接受。最近在在线期刊《人类世元素：科学》上对 2300 名生物多样性科学家进行的一项调查发现，大多数人支持在某些有限条件下采用这一想法，尤其是在它可以防止物种灭绝以及对目的地栖息地的风险很小或不存在时。

超出范围

去年 11 月，一场野火摧毁了西澳大利亚州干旱地区世界上最濒危的哺乳动物之一——一种名为吉尔伯特袋鼠的小型袋鼠类有袋动物——的栖息地，这使得规划物种紧急撤离（本质上可能是这种情况）的需求变得痛苦地显而易见。这场火灾杀死了保护区内估计的 20 只袋鼠中的 15 只，该物种于 1994 年在该保护区被重新发现，此前曾被认为已灭绝一个多世纪。栖息地的丧失本应自动判处物种灭绝，但由于在重新发现之后，保护主义者在附近建立了该物种的独立种群，情况才有所不同。

袋鼠在原栖息地范围内被迁移，这比将其迁移到新区域争议要小得多。其他地方的保护主义者也开始以这种方式争取时间。例如，在佛罗里达群岛，研究人员已经将基鹿和树状基仙人掌种群迁移到高地地区，以便在海平面上升时为它们提供更多几十年适宜的栖息地。对于澳大利亚的布兰布尔礁 меломис（一种小型啮齿动物）来说，这种拖延战术已经为时已晚。今年 6 月，昆士兰大学的研究人员宣布，该物种在其岛屿家园屡遭淹没后已经消失。他们将这一事件描述为可能是“有记录以来首次因人为气候变化导致的哺乳动物灭绝”。

因此，其他物种的最佳希望可能在于其传统栖息地范围之外。例如，澳大利亚极度濒危的西部沼泽龟在珀斯郊外生活的沼泽地面临着气候变化、城市扩张以及城市无情地抽取地下蓄水层的三重威胁。昆士兰大学的特蕾西·劳特和她的同事们使用了一台超级计算机，筛选了该地区周围 13,000 个潜在的迁移地点。进一步的实地工作已将名单缩小到城市以南几个小时的几个地点，这些地点的水文和其他条件可能在未来 30 到 50 年的更干燥气候中仍然适宜。在获得野生动物和环境部门的必要许可后，研究人员在今年 8 月驾驶一卡车人工饲养的龟向南行驶，开始将它们引入新的家园。

其他研究人员正在争论将澳大利亚极度濒危的山地侏儒负鼠迁移到哪里。此类迁移的复杂性在于，他们可能还必须迁移其首选食物——博贡蛾。这两个物种的高山栖息地升温速度太快，以至于简单地向上迁移将不再可能。

将辅助殖民用作应对气候变化的工具并非完全是新的。英国杜伦大学的生态学家斯蒂芬·G·威利斯和现任英国约克大学的简·K·希尔从 1999 年开始尝试进行实验。“我们一直在研究气候变化对”英国蝴蝶物种的影响，包括相对常见的斑纹白蝶和小弄蝶，希尔说，“我们看到在它们正常范围以北有一些它们尚未到达的适宜气候。”

蝴蝶在该地区消失的原因源于一种称为迁移滞后的现象。即使自然廊道完好无损地保存下来，物种也往往落后于气候变化的步伐。例如，对于树木来说，这种延迟可能是可以预测的。但研究发现，即使是鸟类和许多哺乳动物物种也落后于气候变化，这可能是因为它们依赖于移动较慢的植被和栖息地类型。“气候速度”和“生物速度”之间的差距可能是不可逾越的。例如，华盛顿大学的约书亚·J·劳勒预测，随着南美洲黄带毒镖蛙的雨林家园变得更加干燥和温暖，它将需要在本世纪晚些时候向西南方向跳跃数百公里才能找到合适的栖息地。

当威利斯和希尔注意到斑纹白蝶和小弄蝶是气候滞后者时，他们开始帮助它们赶上。“我们这样做是为了演示，作为一个很好的案例研究，”希尔说。他们之所以能够获得必要的许可，是因为拟议迁移的栖息地相对受限，位于采石场和城市化地区，并且因为那里的其他物种已被知是相容的。他们将斑纹白蝶释放到其传统栖息地以北 65 公里处，将小弄蝶释放到以北 35 公里处。威利斯报告说，这两个种群似乎都在它们的新家园中茁壮成长。但他补充说，正在制定的辅助迁移指南“都在说正确的事情：你需要采取谨慎、保留的态度。你不想将下一只兔子引入澳大利亚。”

排除故障

迁移任何物种都不可避免地充满风险。在 2009 年的一篇评论中，麦吉尔大学的安东尼·里奇亚迪和田纳西大学诺克斯维尔分校的丹尼尔·西伯洛夫敦促保护主义者不要玩“生态轮盘赌”，后来警告说，支持者“严重低估”了预测将物种引入栖息地的影响有多么困难，即使是最谨慎和细致的分析也无法避免。

这两位作者指出，纽芬兰在 1960 年代决定将红松鼠引入其黑云杉森林，其想法是它们将为该地区的松貂提供新的食物来源。松貂是当时数量正在下降的类似鼬科的动物，但事实证明它们对松鼠没有胃口。已经进化了 9000 年没有松鼠的云杉球果没有办法保护自己免受移植的影响。而纽芬兰红交嘴雀是一种进化到依赖这些球果的鸟类亚种，在新竞争面前崩溃了。交嘴雀现在已濒临灭绝，并已成为一个案例研究，说明当人们将物种移出其历史范围时，最好的意图也可能变得多么糟糕。

然而，可能有一些方法可以最大限度地减少此类灾难性结果的可能性。伦敦动物学会的纳塔莉·佩托雷利和她的同事们在 2013 年对新西兰的 hihi（一种美丽的鸟类，羽毛呈黄色和黑色，具有悬停飞行能力，并且与最近的现存亲属有 3400 万年的进化分离）的研究中着手做到这一点。这种鸟仅在该国北岛及其周围的五个孤立栖息地中幸存下来，保护主义者在那里使用北美蜂鸟常用的那种糖喂食器提供支持。佩托雷利和她的合著者发现，未来几十年气候变化将使北部栖息地在很大程度上不适合 hihi。另一方面，这种转变将在南岛（hihi 历史范围之外）开辟合适的栖息地。

“我们并没有想说何时、如何或在哪里迁移 hihi，”佩托雷利回忆道。那是当地管理者的工作。但研究人员认为他们可以提供一种仔细制定此类决策的方法。他们首先列出了物种迁移栖息地可能出错的六种不同方式——包括对其他物种的负面影响（生态风险）、引入新的病原体（疾病风险）、超出预期范围传播并与本地物种竞争的可能性（入侵风险）、与相关物种杂交（基因逃逸风险）以及对人类居民的成本（社会经济风险）。然后，他们考虑了许多气候因素，例如旱季的干燥程度以及全年降雨量的变化，在旧的和潜在的新栖息地中，以使他们的模型尽可能精确。

“我们需要加强在当地做出决策的人员与科学家之间的合作，”佩托雷利说。“很多人想一起工作，但不知道如何做，没有合作的联系。”即使现在，“许多管理决策的制定也没有考虑到现有的科学以及如何利用它。”这项练习的目的是向他们展示如何做到这一点。因此，保护主义者正在考虑在南岛建立一个新的 hihi 种群。

不确定的结果

然而，即使是辅助殖民的支持者也担心他们可能做得过头了。有时，“不造成伤害”的选择——让物种自行适应——也可以很好地奏效。例如，在丹佛以西的落基山脉，随着气温升高，高山花卉变得越来越稀少。因此，已经进化出长舌头以专门采集深花粉管花朵的花朵的熊蜂变得不再挑剔。这正在逆转进化过程，并且蜜蜂在过去 40 年中失去了四分之一的舌头长度，以便以仍然存在的花朵为食。

物种也可能以科学家可能意想不到的方式变得具有韧性。2010 年在澳大利亚南部，从事商业龙虾渔业的研究人员从深水中迁移了 10,000 只南方岩龙虾。但他们没有将它们向极地移动以在较冷的水域中建立前哨种群，而是将它们移近赤道和近岸，以观察该物种将如何应对预计在不久的将来出现的较温暖条件。与直觉相反，龙虾的生长速度是其原产地的四倍，并且每年将其产量提高 35,000 个卵。它们对温度变化的适应性比预期的要强——而且有更多的食物可供食用。

预测这种韧性是一项挑战。当研究人员最近检查了 155 种英国蝴蝶和蛾子在 40 年的气候变化中的表现时，他们发现大约一半似乎做得更好，一半做得更差。不同的因素对不同的物种很重要，有些对夏季温度敏感，有些对冬季温度敏感，有些对春季降雨量敏感，等等，几乎是无限的。“事实证明，这 155 种不同的蝴蝶和蛾子对于气候变化有多大以及是变得更好还是更糟，几乎有 155 种不同的‘意见’，”约克大学的克里斯·D·托马斯观察到。

那么，所有这些不确定性将楔齿蜥这样的物种置于何地呢？雄性楔齿蜥每年都可以繁殖，而北部兄弟岛的雌性楔齿蜥每九年才能产一窝卵。这意味着雌性遭受持续的交配骚扰，这会迅速削弱它们保持健康的能力——随着该物种的性别比例向雄性倾斜，这个问题正在恶化。由于北部兄弟岛不提供阴凉，几乎没有任何角落和缝隙可以减少气温升高对性别失衡的影响，因此那里的大约 500 只楔齿蜥已成为一个晴雨表，预示着快速变暖的地球将如何影响整个物种。大约 10 万只剩余的楔齿蜥已经被从大陆推到少数几个岛屿上，它们是 2 亿年进化的最后幸存者。

西澳大利亚大学的尼古拉·米切尔最近与人合著了一篇文章，列出了北部兄弟岛上的各种管理方案。所有关心楔齿蜥的各方——科学家、政府管理者和毛利人（楔齿蜥对他们来说是一种文化图腾）——都可以联合起来，移除不需要的建筑物，并在岛屿较凉爽的表面开辟筑巢地点。或者他们可以派遣研究人员寻找卵，并使用人工孵化来达到适合性别均衡的温度。或者，他们可以通过保护雌性幼体并将其添加到种群中，同时移除过多的成年雄性来恢复性别平衡。

“但这些都是非常困难的事情，”米切尔说，她在岛上花了两个夏天寻找巢穴。“每年筑巢的雌性非常少，而且它们非常隐秘，很难找到。”将楔齿蜥迁移到更凉爽的地点实际上可能是一个更简单的解决方案，但成本很高：每次前往北部兄弟岛都需要从惠灵顿市中心乘坐直升机，这会耗费大量预算。此外，在其他附近的岛屿上已经有相同亚种（尽管是不同的遗传群体）的保险种群。那么，最务实的解决方案可能是将北部兄弟岛的楔齿蜥视为一个牺牲种群。也就是说，科学家可能只想等待并观察情况如何自行发展，如果北部兄弟岛的种群崩溃了，那就随它去吧。

最终，这些决定将归结为保护生物学家和整个社会对干预自然以决定哪些物种生存和哪些物种灭绝的接受程度。“什么时候感觉你是在与自然过程合作，什么时候感觉像是在园艺？”明尼苏达大学的赫尔曼沉思道。“你不可能对所有的生物多样性进行园艺。”