尽管气候变化持续为世界各地的动物带来机遇和挑战,但今天发表在《自然》杂志上的新研究表明,这种变化正在为一个特定物种创造起伏。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
该研究分析了南乔治亚岛的南极毛皮海豹种群,该种群在过去三十年中被观察到,以了解气候变化如何影响该物种。研究人员发现,从2003年到2012年,雌性种群数量下降了30%。然而,他们也发现,随着气候变化的持续,种群数量的下降很可能会变得基因上更加多样化。他们说,原因是基因相似的雌性被排除在繁殖之外,这反映在过去二十年中雌性种群的基因相似性估计下降了17%。“我们发现海豹受到了气候变化的显着影响,”领导这项研究并担任英国南极调查局 (BAS) 海洋哺乳动物负责人的 Jaume Forcada 在一份事先准备好的视频声明中说。“这是因为南极磷虾(海豹的主要食物来源)的供应量减少,使种群承受压力。”
磷虾种群因海面温度升高而遭受损失。随着磷虾数量的减少,只有基因更多样化或杂合的、更健康更强壮的毛皮海豹才能生存下来。“杂合性是健康的良好指标,它是在一代人中被选择出来的,因为非杂合的个体无法存活到繁殖年龄,”BAS 海洋哺乳动物生态学家 Iain Staniland 说,他也是该研究团队的成员。“近几十年来,当气候变化和食物匮乏时,只有最强壮的个体才能度过生命中最艰难的最初几年。”
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例如,科学家们发现,成功达到繁殖年龄的雌性毛皮海豹出生时的体重比那些没有达到的雌性重 5%。他们还发现,与二十年前种群更加稳定时的情况相比,雌性开始繁殖时的平均年龄大约大一岁,并且体型更大。
然而,根据 Staniland 的说法,杂合性不是可以直接传递给后代的性状,因此许多幼崽出生时具有高度的基因相似性,无法在不断变化的环境中生存。因此,尽管多样性增加,但海豹的总体种群数量仍在继续下降。“它们没有适应环境的变化,”他说。
Forcada 强调,杂合性本身不是一种进化反应,但它可以维持更高水平的基因变异,从而更有可能进行随后的进化适应,从而有助于“缓冲”长期气候变化的影响。
Staniland 认为,这项新研究很有价值,因为很少有研究如此详细地、如此长期地检查物种对环境变化的反应。“如果我们只关注种群中的杂合性水平,那么我们会看到总体健康状况令人鼓舞的增加,而正在发生的真实情况就会被忽略,”他说。“因为我们跟踪了许多不同个体的一生,Forcada 博士才能够表明,实际上种群正在挣扎并且未能适应。通过投资和开发技术,我们希望能够看到这项研究中看到的毛皮海豹种群反应是否是典型的,”他指出,他不知道海豹对气候变化的反应是否是典型的,但有理由担心任何面临如此环境压力的动物种群。
Forcada 在视频声明中说:“尽管已知某些物种已经进化得非常快以应对气候变化的影响,但这些海豹并没有适应,它们没有进化。对它们来说,未来是不确定的。长期了解这些变化是我们能够做的最好的事情之一,以预测整个生态系统将如何应对未来的气候变化。”