在物種走向滅絕之前,它們的種群數量通常會顯著減少并變得孤立。健康種群通常擁有豐富的基因庫,內部循環著大量的遺傳變異。然而,隨著種群銳減,基因庫逐漸縮小,遺傳多樣性的喪失會削弱物種應對疾病、氣候變化等環境威脅的能力。
在一項于近日發表在《自然》雜志上的研究中,來自20個國家的57名科學家系統梳理了過去30年超8萬篇科學論文,評估了全球622個物種、36個分類群在141個國家的遺傳多樣性變化。
研究結果令人震驚:全球眾多物種的遺傳多樣性正在加速喪失,尤其以鳥類和哺乳動物最為明顯。在受到棲息地破壞、新疾病傳播、自然災害以及人類活動(如狩獵和伐木)影響的地區,這一趨勢尤為嚴重。然而,研究也強調——我們仍然有希望:通過科學的保護策略,可以有效維持甚至提升遺傳多樣性。
遺傳多樣性
每個生物體的細胞核心都蘊藏著一本“生命使用手冊”——由DNA分子構成的遺傳密碼。不過,從樹木到飛蛾再到細菌,這些基因序列千差萬別,即便是同一物種的不同個體之間,也存在顯著的遺傳差異。這些差異塑造了個體的獨特特征,決定了誰更高或更矮、更快或更慢、更大膽或更謹慎。
遺傳多樣性的根源在于基因突變。盡管大多數突變對生物沒有明顯幫助,但偶爾也會出現有利的突變,賦予種群適應新環境的能力。
以金海帶(Ecklonia radiata)為例,這種海藻偏好冷水環境。然而,群體中偶爾會出現更適應溫暖水域的基因突變。2011年,當一場毀滅性的海洋熱浪襲擊澳大利亞西海岸時,攜帶“耐熱”突變的個體表現出更高的生存率和繁殖率,幫助整個種群在變暖的環境中得以延續。
金海帶。(圖/John Turnbull/Flickr)
這正是遺傳多樣性至關重要的原因:它為物種在快速變化的世界中提供了適應和恢復的基礎。
拯救瀕危物種
如何有效保護甚至恢復瀕危物種的遺傳多樣性?為了解答這一問題,研究人員運用了一種名為“元分析”的方法,揭示了多種有助于維護遺傳多樣性的有效策略,以下五項被認為尤具潛力:
行動1:增加個體(補充種群)
向現有種群引入新個體被稱為“補充”。研究發現,補充是唯一與遺傳多樣性顯著增加直接相關的保護措施,特別在鳥類中效果突出。
補充種群有助于降低近親繁殖的負面影響,這是小型孤立種群常見的問題。例如,在保護新西蘭的南島鴝鹟(Petroica australis)的項目中,研究人員將雌鳥在孤立的島嶼間遷移。與近親繁殖的后代相比,這些跨島繁殖的后代擁有更強的免疫系統、更高的存活率和更好的生殖能力。
南島鴝鹟。(圖/Wikipedia)
補充種群不僅能促進遺傳多樣性,還能提升種群健康,增強其環境適應力。
行動2:種群調控
與補充相反,有時“移除個體”也有助于提升種群健康,特別是在減少資源競爭方面。
但在種群控制研究中,遺傳多樣性的結果差異很大。那么如何有效地運用這個策略呢?
在一個案例中,美國的保育人士通過調控孵化場中的美洲紅點鮭(Salvelinus fontinalis)數量,防止少數家族基因過度擴張。這種做法幫助維持了多樣的基因譜系,從而提高了種群的整體遺傳多樣性。
美洲紅點鮭。(圖/Wikipedia)
行動3:生態系統恢復
生態系統恢復包括植樹造林、濕地修復或恢復火、水等自然生態過程。研究表明,生態恢復有助于長期維持甚至提升遺傳多樣性。
以草原松雞(Tympanuchus cupido)為例,這種鳥類因棲息地喪失而瀕臨滅絕。研究顯示,恢復并擴展其棲息地不僅有助于種群復蘇,更是維持其遺傳多樣性、實現長期保護的關鍵。
草原松雞。(圖/Wikipedia)
行動4:控制入侵或競爭物種
某些野生、有害或數量過剩的物種可能會對瀕危物種造成威脅,如搶占資源或直接捕食。新的研究表明,控制這些物種可以有效幫助瀕危種群恢復遺傳多樣性。
例如,瑞典通過控制赤狐(Vulpes vulpes)的數量,成功幫助北極狐(Vulpes lagopus)種群恢復。這一策略減少了食物競爭,同時引入來自挪威的北極狐新個體,也降低了近親繁殖的風險,提升了種群的生存能力。
瀕臨滅絕的北極狐(Vulpes lagopus)的孤立種群已經在近親繁殖。(圖/jonathan Pie, Unsplash)
行動5:保護引種與再引入
在新的區域建立種群被稱為“保護引種”,而在物種曾經存在的區域恢復種群則稱為“再引入”。
研究人員發現,這種行動下的遺傳多樣性的結果好壞參半。那么,哪些因素有助于成功呢?
西澳大利亞的案例表明,從健康的島嶼種群中再引入大量金袋貍(Isoodon auratus)到三個新棲息地,經過六代繁衍后,這些新種群的遺傳多樣性與原始種群相當。成功的關鍵在于:初期種群規模足夠大、基因庫多樣且管理得當。
金袋貍。(圖/Colleen Sims/Department of Biodiversity, Conservation and Attractions)
我們能做些什么?
支持遺傳多樣性并非遙不可及。即便在日常生活中,也有許多簡單的行動可以產生積極影響:
打造多樣化花園:種植本地植物有助于增強棲息地連通性。
保護傳統品種:栽培地方特色蔬菜、稀有果樹,或飼養傳統家禽,有助于維持農業系統的遺傳多樣性。
參與社區保護活動:加入植物園、自然保護組織,參與棲息地修復和瀕危物種的保護工作。
負責任地享受大自然:外出旅行時,避免無意中將植物、種子或土壤帶入新環境,以減少外來病蟲害的傳播。
每一個微小的努力,都會在全球生物多樣性保護的藍圖中留下重要的一筆。
#參考來源:
https://theconversation.com/gene-pools-are-getting-dangerously-shallow-for-many-species-we-found-5-ways-to-help-242708
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00083-6
https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2025/01/30/landmark-genetic-study-shows-global-decline-diversity.html
#圖片來源:
封面圖&首圖:Jonatan Pie / Unsplash
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