追尋瀕危脊椎動物銳減時間點

追尋瀕危脊椎動物銳減時間點

科學網2016-12-08

瀕危動物克羅斯河大猩猩

瀕危動物蘇門答臘虎

很多脊椎動物，包括哺乳類、鳥類、爬蟲類、兩棲類和魚類，其群體數量正在大幅下降。那麼，這種大規模迅速下降是從什麼時候開始的呢？近日，由中美合作的一項研究認為，開始時間是120多年前，當時正是工業化快速發展時期。

這項研究由美國得克薩斯大學教授符雲新、中國科學院—德國馬普學會計算生物學夥伴研究所研究員李海鵬和中國科學院院士張亞平等人合作完成，研究成果發表在美國《國家科學院學報》上。

一項持續20年的研究

研究人員使用新的群體遺傳學模型等研究方法，分析了2700多種脊椎動物的遺傳多樣性數據，其中600多種被歸類為瀕危動物。結果顯示，瀕危脊椎動物的群體數量從123年前開始大規模下降，其速度是每10年種群規模下降大約25%。

李海鵬告訴《中國科學報》記者，這項研究早在1996年就開始了，至今已有20年的時間。雖然在此期間研究人員也在進行其他的課題，但這項研究一直持續。「估算出脊椎動物群體數量大規模下降的時間點非常重要。」李海鵬說，「但因為要得到研究結果就必須對各個群體進行持續數年的野外調查，使得相關研究進行得非常困難，研究數據也比較少。我們就想能不能通過非野外調查的方式。」

於是，李海鵬等人開始用理論群體遺傳學的方法進行相關的研究。「物種類群都有各自的進化歷程，理論群體遺傳學就是刻畫這個群體隨著時間流逝而演變、進化的過程。」李海鵬介紹說，「但是，理論群體遺傳學的經典研究方法都是以千年、萬年為時間單位的。此前已有研究表明，物種瀕危與人類活動有著密切關係，人類的工業化也只是近100多年時間的事情，所以經典研究方法在這項研究中無法發揮作用。最後，通過比較，我們使用了新的模型。通過當前各個生物類群的遺傳學數據，推測出相關模型的參數，從而將一些物種群體數量開始下降的時間估算出來。」

此次研究分析了2700多種脊椎動物的遺傳多樣性數據，這些數據是研究人員在已有的研究中人工一個一個搜集到的。「我們一期一期地去查關鍵的期刊，先看標題和摘要，與我們研究內容吻合的再看全文，摘錄下具體的數據。雖然現在可以用軟體來搜集文章中的數據，但我們沒用。因為每個人寫文章的特點差別太大了，只用關鍵詞來搜索怕不準確，所以就人工來做，做了很長時間。」李海鵬說。

或與工業化有關

對於脊椎動物數量的大規模下降，此前也有研究，但還比較少。「有少數物種數量迅速下降和滅絕的情況，人們了解得比較清楚，比如僅產於印度洋模里西斯島上的渡渡鳥，但這只是極少量的物種。」李海鵬介紹說，「對於脊椎動物整體數量下降時間的研究，影響較大的有英國科學家與世界自然基金會主導的一項研究，曾將脊椎動物大規模下降的時間追溯到距今40年左右。」

今年10月，總部設在瑞士格朗的世界自然基金會與英國倫敦動物學會發布了一份報告稱，從1970年到2012年，地球上的鳥類、魚類、哺乳動物、兩棲動物、爬行動物的數量減少了58%，這意味著僅40多年時間，全球野生動物數量就銳減過半，年均減少2%左右。報告認為，野生動物數量的下降在很大程度上歸咎於森林採伐、非法狩獵和人類導致的氣候變化等一系列因素。如果這種趨勢持續下去，那麼到2020年，全世界將喪失2/3的脊椎動物生物多樣性。

「沒有跡象顯示野生動物數量減少的速度會減緩。」這份報告寫道。世界自然基金會全球總幹事馬可·蘭博蒂尼表示：「在陸地、淡水和海洋中，人類活動正在迫使物種種群以及自然生態系統走向邊緣。」

此次李海鵬等人的研究結果為物種數量下降與人類活動的關係提供了新的佐證。研究得出了相關瀕危物種數量的快速衰退始於19世紀末，研究人員認為，最合理的解釋就是與當時工業化的擴張以及全球範圍的生態環境惡化有關，導致這些脊椎動物的棲息地大幅度減少。「當然，我們得出的是整體性的結果，並不是說所有的物種數量都是在這個時間點開始大幅下降的，而是一個平均的概念。」李海鵬說，這項研究成果對保護生物學具有指導意義，它把正常物種演變成瀕危物種的現象與人類活動聯繫起來，為19世紀工業化導致物種數量大幅減少和群體數量快速下降提供了遺傳學數據。

此外，這項研究成果還有助探討瀕危物種保護工作的重點應該在哪個方面。此次研究結果顯示了瀕危物種與非瀕危物種在遺傳多樣性上確有差異，但沒有大到令人驚訝的地步，一些瀕危物種的群體數量只有正常群體的1%甚至更少，但它們的多樣性相比正常物種只是減少20%~30%。「也就是說，許多脊椎動物瀕危主要是因為它們的棲息地以驚人速度消失和環境的惡化，導致這些物種的群體數量快速下降，而不是因為生物多樣性太低而使得這些物種喪失了生存能力。」符雲新在此前接受採訪時說：「我個人認為，保護生物學裡強調物種和群體多樣性固然重要，但生態環境與棲息地的保護比物種內多樣性的保護更加迫切。」

對於這項研究，李海鵬表示，可能還會做些後續的工作，比如圍繞具體的生物類群，看人類活動對其造成的具體影響。