企鹅三次在非洲定居。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


企鹅在非洲的历史是一部屡次失败的历史。数百万年前第一批在非洲定居的企鹅先驱全部灭绝了。但是企鹅并没有放弃。它们回来了,被洋流冲刷到那里,并重新 populated 了非洲海岸。古生物学家 丹尼尔·克塞普卡 和丹尼尔·托马斯 在上周发表的 一篇论文 中得出了这个结论。

非洲一直是南半球企鹅最少的洲。企鹅首次传播到澳大利亚、南极洲和南美洲 3000 万年后才来到非洲。今天,只有 非洲企鹅 居住在非洲。但是非洲企鹅的多样性并不总是这么低。在过去的几十年里,古生物学家已经发掘出了另外四种企鹅的化石遗骸。所有这些古代企鹅今天都已灭绝。

对于古代和现代企鹅在非洲的存在,有两种可能的解释。要么是不同种类的企鹅在不同的时期迁徙到非洲,要么它们都起源于很久以前到达非洲的单一企鹅群体。


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生物学家称最后一种情景为地方性或适应辐射。当单个物种在岛屿或大陆上定居时,辐射现象经常发生。该物种的后代适应不同的生态位,并分化成新的谱系。适应辐射的著名例子是达尔文雀,它们在加拉帕戈斯群岛定居并进化出不同形状的喙,或者马达加斯加的狐猴,它们进化成大小如小鼠大猩猩的生物。

哪种解释最接近企鹅的实际历史,取决于企鹅家谱的形状。例如,如果所有非洲企鹅彼此之间的亲缘关系比它们与其他企鹅的亲缘关系更近,这将是地方性辐射的证据。另一方面,如果非洲企鹅最亲近的亲戚都生活在非洲以外,那么它们更有可能是多次在非洲定居。

克塞普卡和托马斯通过比较非洲企鹅的骨骼重建了它们的家谱。在已灭绝的非洲企鹅中,只有大型的Nucleornis insolitus 和较小的Inguza demersus 的骨骼足够完整,可以纳入这项分析。它们骨骼中的细微差异使克塞普卡和托马斯得出结论,非洲企鹅、InguzaNucleornis 彼此之间没有密切的亲缘关系,这表明这三个企鹅物种是各自独立在非洲定居的。

但是它们是如何到达那里的呢?克塞普卡和托马斯指出,南大西洋有两条洋流可以将企鹅从南美洲冲到非洲海岸。在他的博客中,克塞普卡恰如其分地将这些洋流描述为“企鹅传送带”。

洋流也解释了为什么企鹅无法进一步向北扩散,以及为什么它们从未到达马达加斯加(当然,也有例外)。无论东西方向,洋流都限制了企鹅的扩张。

InguzaNucleornis 在非洲的出现是在当前的洋流系统重组之后,即 2000 万年前。这将解释为什么企鹅直到那么晚才来到非洲:构成通往非洲的企鹅走廊的洋流只是在相对较近的时间才开通。

非洲企鹅在非洲的出现比 InguzaNucleornis 更晚。这种最古老的企鹅化石大约有 30 万年的历史。在过去的几年里,很少有化石被保存下来,所以没有人真正知道 InguzaNucleornis 和其他古代企鹅持续了多久。克塞普卡认为海平面变化在它们的灭绝中发挥了作用。

南非过去似乎比现在更适合企鹅生存,因为物种多样性从 500 万年前的四种下降到今天的 一种。一个可能的原因是海平面变化。企鹅喜欢在陆地捕食者无法到达它们卵的地方繁殖,所以小的岩石岛屿是理想的选择。在过去的几百万年里,南非的海平面下降了,许多五百万年前存在的岛屿现在与大陆相连。这些地区可能已经作为筑巢地点而消失了。

-丹尼尔·克塞普卡

尽管今天的海平面很低,但非洲企鹅已经在非洲安家落户。然而,对于这个最新的来者来说,未来看起来并不光明。商业渔民和海狗竞争非洲企鹅的食物。今天,这种富有魅力的鳍足鸟已被列为濒危物种。如果历史能教会我们什么,那就是非洲企鹅在过去很容易受到扰动的影响。我们应该珍惜这个孤独的幸存者。


图片

非洲企鹅,摄影:乔治·M·格鲁塔斯

非洲企鹅和Inguza demersus的绘画,作者:克里斯汀·拉姆,来自参考文献。

洋流图,来自参考文献。


参考文献

Ksepka DT, & Thomas DB (2011). 企鹅对非洲的多次新生代入侵 (鸟纲,企鹅目)。程序。生物科学 / 英国皇家学会 PMID: 21900330

My name is Lucas Brouwers. Most of my writings here will concern evolution somehow, which is the one topic that fascinates most. I like exploring evolution through bioinformatics or molecular biology, though I won't eschew other fields of science if the topic is interesting. Please call out any mistakes I might make while doing so! Science is amazing and I love writing about science. I currently write for a daily Dutch newspaper, where I hope I can convince others of the awesomeness of science and evolution.

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