氣候變化的影響:南極海豹數量減少但多樣性增加

隨著南大西洋海水變暖,海豹可食用的磷蝦數量下降,導致種群數量減少,但基因多樣性增加

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儘管氣候變化持續為世界各地的動物帶來機遇和挑戰,但今天發表在《自然》雜誌上的新研究表明,這種變化正在為一個特定物種創造起伏。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)

該研究分析了南喬治亞島的南極毛皮海豹種群,該種群在過去三十年中被觀察到,以瞭解氣候變化如何影響該物種。研究人員發現,從2003年到2012年,雌性種群數量下降了30%。然而,他們也發現,隨著氣候變化的持續,種群數量的下降很可能會變得基因上更加多樣化。他們說,原因是基因相似的雌性被排除在繁殖之外,這反映在過去二十年中雌性種群的基因相似性估計下降了17%。“我們發現海豹受到了氣候變化的顯著影響,”領導這項研究並擔任英國南極調查局 (BAS) 海洋哺乳動物負責人的 Jaume Forcada 在一份事先準備好的影片宣告中說。“這是因為南極磷蝦(海豹的主要食物來源)的供應量減少,使種群承受壓力。”

磷蝦種群因海面溫度升高而遭受損失。隨著磷蝦數量的減少,只有基因更多樣化或雜合的、更健康更強壯的毛皮海豹才能生存下來。“雜合性是健康的良好指標,它是在一代人中被選擇出來的,因為非雜合的個體無法存活到繁殖年齡,”BAS 海洋哺乳動物生態學家 Iain Staniland 說,他也是該研究團隊的成員。“近幾十年來,當氣候變化和食物匱乏時,只有最強壯的個體才能度過生命中最艱難的最初幾年。”


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例如,科學家們發現,成功達到繁殖年齡的雌性毛皮海豹出生時的體重比那些沒有達到的雌性重 5%。他們還發現,與二十年前種群更加穩定時的情況相比,雌性開始繁殖時的平均年齡大約大一歲,並且體型更大。

然而,根據 Staniland 的說法,雜合性不是可以直接傳遞給後代的性狀,因此許多幼崽出生時具有高度的基因相似性,無法在不斷變化的環境中生存。因此,儘管多樣性增加,但海豹的總體種群數量仍在繼續下降。“它們沒有適應環境的變化,”他說。

Forcada 強調,雜合性本身不是一種進化反應,但它可以維持更高水平的基因變異,從而更有可能進行隨後的進化適應,從而有助於“緩衝”長期氣候變化的影響。

Staniland 認為,這項新研究很有價值,因為很少有研究如此詳細地、如此長期地檢查物種對環境變化的反應。“如果我們只關注種群中的雜合性水平,那麼我們會看到總體健康狀況令人鼓舞的增加,而正在發生的真實情況就會被忽略,”他說。“因為我們跟蹤了許多不同個體的一生,Forcada 博士才能夠表明,實際上種群正在掙扎並且未能適應。透過投資和開發技術,我們希望能夠看到這項研究中看到的毛皮海豹種群反應是否是典型的,”他指出,他不知道海豹對氣候變化的反應是否是典型的,但有理由擔心任何面臨如此環境壓力的動物種群。

Forcada 在影片宣告中說:“儘管已知某些物種已經進化得非常快以應對氣候變化的影響,但這些海豹並沒有適應,它們沒有進化。對它們來說,未來是不確定的。長期瞭解這些變化是我們能夠做的最好的事情之一,以預測整個生態系統將如何應對未來的氣候變化。”

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