如何阻止大堡礁海龟的性别转变

气候变化导致更多雌性卵,因此科学家们正试图确保在阴凉处产生雄性

以下文章经许可转载自The Conversation,这是一个报道最新研究的在线出版物。

在澳大利亚大堡礁北部,绿海龟的未来似乎正在转向雌性。


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最近的一项研究表明,气候变化正在迅速导致世界最大绿海龟种群之一的雌性化。在这些幼年海龟中,只有约 1% 孵化为雄性。

在海龟中,高于 29ºC 的孵化温度会产生更多的雌性后代。当孵化温度接近 33ºC 时,100% 的后代都是雌性。较低的温度会产生更多的雄性,在接近 23ºC 的较低温度极限时,雄性比例高达 100%。如果卵在 23-33ºC 范围之外的温度下孵化,胚胎畸形和死亡的风险会变得非常高。

由于当前的气候变化模型预测到 2100 年全球平均气温将升高2 到 3ºC,这些海龟的未来岌岌可危。令人担忧的是,气温升高还将导致海洋扩张和海平面上升,增加筑巢栖息地被淹没的风险。

科学家如何解决这个问题

绿海龟对孵化温度的敏感性非常高,即使几度的差异也可能极大地改变幼龟的性别比例。

海龟尤其脆弱,因为它们具有温度依赖性性别决定 (TSD),这意味着后代的性别取决于卵的孵化温度。这与决定其他几种爬行动物物种(如鳄鱼、许多蜥蜴和淡水龟)性别的机制相同。

科学家和自然资源保护主义者非常清楚未来温度可能对这些物种造成的威胁。在过去的二十年中,他们一直在调查全球多个海龟筑巢海滩的孵化条件和由此产生的性别比例。

这主要是通过使用温度记录设备(大致相当于鸡蛋的大小)来完成的。这些设备被放置在巢室内的卵堆中,或埋在与卵相同深度的沙子中。当一窝卵孵化后(50 到 60 天后),设备将被回收,并分析记录的温度。

研究表明,迄今为止研究的大多数筑巢海滩的沙子温度都有利于雌性幼龟的产生。但是,这种雌性偏向并非立即是坏事,因为雄性海龟可以与多只雌性交配(多雌制)。因此,拥有更多的雌性实际上增强了种群的繁殖潜力(即,更多的雌性等于更多的卵)。

但考虑到气候变化很可能很快会加剧这种雌性偏向,因此出现了一些重要问题。雌性偏向在多大程度上是可以接受的?雄性会足够吗?维持可持续种群所需的最低雄性比例是多少?

这些问题正在调查中。但是,与此同时,关于超过99% 的幼龟是雌性的种群的令人震惊的报告强调了基于科学的管理策略的紧迫性。这些策略必须旨在促进(或维持)关键筑巢海滩的较低孵化温度,以防止种群数量下降甚至灭绝。

逆转雌性化的挑战

解决这个问题有两种通用方法

  1. 减轻最濒危筑巢海滩的影响

  2. 识别和保护自然产生更高比例雄性的地点。

多项研究强调,原生植被提供的自然遮荫对于维持较低的孵化温度至关重要。因此,一项关键的保护措施是保护海滩植被,或在筑巢海滩重新造林。

沿海植被还可以保护筑巢海滩免受风暴期间的波浪侵蚀,而气候变化将使波浪侵蚀更加严重。该策略还需要沿海开发留出缓冲区。应执行或实施建筑退让法规。

当自然遮荫不可行时,可以将卵堆转移到更合适的海滩,或转移到具有人工遮荫的孵化场。研究人员测试了合成遮阳布的使用,并发现它有效降低沙子和巢穴温度。

其他潜在策略包括在巢穴顶部添加浅色沙子。这可以通过吸收较少的太阳辐射(热量)来提供帮助,相比深色沙子。还测试了海滩洒水器,以模拟降雨的冷却效果。

这些措施的有效性尚未完全测试,但人们担心一些潜在的负面副作用。例如,来自洒水器的过量水分可能会导致卵子真菌感染。

最后,尽管缓解措施很重要,但这些始终是短期解决方案。从长远来看,预防始终是最佳策略,即保护目前产生更多雄性的筑巢海滩免受森林砍伐、开发和栖息地退化。

我们最近对非洲最大的绿海龟种群的研究报告了异常高的雄性幼龟产量。我们发现几乎平衡的幼龟性别比例(1 雌性比 1.2 雄性)。我们将此主要归因于原生森林的冷却效应。

这些以及类似的筑巢海滩应被指定为优先保护地点,因为它们对于确保海龟在预计的全球变暖情景下的未来至关重要。

海龟面临不确定的未来

海龟是具有韧性的生物。它们已经存在超过 2 亿年,经历了包括恐龙在内的大灭绝,并在过去经历了剧烈的气候变化。

这些生物有可能像以前一样适应。这可能是通过例如将筑巢时间转移到较凉爽的时期,将其分布改变为更合适的栖息地,或进化出产生雄性的关键孵化温度。

但是,当今的气候变化速度是前所未有的。除了大堡礁北部这些海龟的雌性化之外,全球海龟还面临来自人类的许多威胁。这些威胁包括与兼捕、偷猎、栖息地退化和沿海开发相关的问题,以及长期以来的人类过度开发历史。

在 2018 年,这些物种的流行程度比以往任何时候都更依赖于保护措施的有效性。

本文最初发表于The Conversation。阅读原文

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