气温上升造成海龟转变为雌性

科技新知 2年前 (2022) aysz01
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气温上升造成海龟转变为雌性
需要进行更多工作,以评估世界上其他地方绿P龟的性别比例变化,例如加拉巴哥群岛(Galápagos Islands)。 PHOTOGRAPH BY CHRIS NEWBERT, MINDEN PICTURES/NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
视频:气温上升造成海龟转变为雌性
(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Craig Welch 编译:邱淑慧):在太平洋最大的海龟群居地,气温上升可能造成的危机正在蔓延,是否将成为全球的问题?
澳洲英格冉岛(Ingram Island)上的海龟巡守员思考着性别与温度的关系。
太平洋绿P龟(Green sea turtle)会在这个觅食区附近漫游好几年,食用海草而逐渐增肥,再前往筑巢区交配、产卵。科学家想知道这些爬行类的性别。
海龟的性别无法藉由外观判断,因此研究人员培养了「海龟牛仔」的本领。他们站在小船上,快速航向游泳中的海龟,然后就像牛仔一样跳上海龟的壳。之后温和的将海龟导向岸边,取得DNA和血液样本,并切开一个小开口检查生殖腺。
既然海龟性别取决于孵卵时沙子的温度,研究人员原本就猜想雌性数量可能稍多。毕竟气候变迁使气温和海水温度升高,会造成这些生物倾向雌性后代。然而他们在太平洋最大也最重要的绿P龟栖息地却发现,目前雌性海龟与雄性海龟的比例至少是116:1。
国家海洋暨大气总署(NOAA)夏威夷分部的海龟科学家卡穆琳‧艾伦(Camryn Allen)表示:「这是极端,非常极端,令人惊讶的极端。我们在谈论的可是屈指可数的雄性对上数以百计的雌性,我们很震惊。」
艾伦和同事周一发表于《当代生物学》(Current Biology)的新研究,是最新提出全球气温上升会造成海龟群体转变为雌性的研究,也是目前最详细检视这个问题严重程度的研究。这也提出了新的问题,海龟面临的这项全球性危机,也会发生于其他易受温度影响的物种,例如短吻鳄、鬣蜥,和生活在许多河流和河口的重要鱼类―原银汉鱼(Inland silversides)。
该项新研究的第一作者、任职于加州拉荷雅市(La Jolla)国家海洋暨大气总署西南渔业科学中心(Southwest Fisheries Science Center)的海洋生物学家麦可‧詹逊(Michael Jensen)表示:「当你在研究世界上最大的海龟族群时,每个人都会认为情况应该不错,但是如果接下来确实没有更多雄龟长为成龟,未来20年会怎样?整个种群是否能够存续? 」
「情况比我们想得还糟」
澳洲东部的绿P龟可重达227公斤,心型的背甲最长超过1.2公尺。它们筑巢的地方主要在两处,一处是布里斯本(Brisbane)附近沿着大堡礁(Great Barrier Reef)南方的一连串岛屿,还有北方1200公里处一个由沙与草构成的雷恩岛( Raine Island)。海龟各自在这些地方孵化后代,几年后在珊瑚海(Coral Sea)延伸的浅海会合及游泳,它们在这里可能待上25年以上,然后分别回到两地交配。数十年内,它们会一再而再回到觅食地。
詹逊想要知道气候变迁是否已经改变幼龟的雌雄比例。他发现利用基因测试可以追踪所有年龄的海龟,从觅食地到特定的筑巢区。但他的统计资料依然缺乏性别这项重要细节。要等到海龟成为成熟个体后才能由外观辨识性别(雄性成龟的尾巴较长),那时年龄已经数十岁了。因此科学家常使用腹腔镜,将一个薄管送入海龟体内以检视器官。但这是侵入式检查,而且对于要检查数百只海龟来说并不实际。这难倒了詹逊。
在墨西哥的一个海龟研讨会上,他遇到了原本研究无尾熊的亚伦(Allen)。亚伦曾经利用G固酮浓度来追查那些攀在树上的有袋动物是否怀孕。她转而利用贺尔蒙程度成功解开海洋生物性别秘密,所需要的就只有一点血液。
他们与其他团队合作,包含澳洲的龟类专家澳洲伊恩‧贝尔(Ian Bell),取得大堡礁海龟的血液。在这同时他们也施作了一小部份的腹腔镜,以确认艾伦方法的准确度。他们把结果与筑巢沙滩的温度比对,并且检视不同年龄的海龟。结果令他们吃惊。
「我们当时立刻喊『天哪!』,这比我们想的还要糟。』」艾伦说道。
显然雷恩岛几乎都产出雌龟已经至少20年。这可不是件小事。面积约32万平方公尺的雷恩岛以及周遭的珊瑚礁,是世界上绿P龟的最大聚居地,有超过20万海龟来此筑巢,高峰期可能同时间有1万8000只。而那些只有雌龟。
科学家也能估计海龟的大致年龄,因此还有另一项发现。沿着北大堡礁的延伸,此处近几年因为持续上升的热而造成珊瑚明显白化,雌龟与雄龟的比例也随着时间急遽攀升。约1970~1980年代在此孵化的海龟便已大多是雌性,但当时的比例仅6:1。
「这是项具有开创性的工作,」英国艾克塞特大学(University of Exeter)的保育科学教授同时也是海龟专家的布兰登‧高德利(Brendan Godley)表示。他并未参与这项研究,他说这项研究的范围涵盖了大堡礁的长度,再加上结合多领域的方法,使这项研究具有高度价值。
詹逊和艾伦在南方的发现也同样重要。那里的海龟在布里斯本附近的南方礁石孵化,该处的温度并未明显上升,珊瑚也相当健康,情况好得多。目前那里海龟雌性与雄性的比例只有2:1。
高德利表示:「将此与一些有效模型结合,显示南方较冷的海滩仍然有产出雄性,但在较热带的北方孵化的则几乎都是雌性。这些发现指出一项事实,气候变迁正多方面改变野生生物的生态。」
但是这样的现象有多广泛,又是如何发生的呢?
「温度变化之快令人难以置信」
此刻,没有人知道。
由于雄龟通常不只与一只雌龟交配,而且交配频率比雌龟频繁,因此雌龟的数量些微较高可能是好事。最近检视全球75处海龟栖息地,显示雌龟与雄龟比例约为3:1。事实上,有些种群甚至在一个世纪前产生的雄龟就比雌龟少了。然而问题是,它改变了多少?改变多少才算太多?
海龟生活在地球的1亿年里,气温曾经上升与下降。此外,数十年来猎捕、盗猎、污染、疾病、发展、栖息地丧失以及商业渔船误捕等情况减少,最近许多种群都显示有增加的迹象。
「但现在气温变化之快令人难以置信,动物的演化需要经历许多世代的适应。但这些动物仅有50年左右,而这些变化就发生在它们的一生当中。」詹逊说道。
例如单看雷恩岛,海平面的上升淹没了筑巢地,使卵溺水。海岸侵蚀造成小型悬崖,使成年绿P龟跌倒以背部着地因无法翻身而死亡。澳洲当局花费数百万美元恢复这个岛屿以保护海龟生存。
即便如此,科学家预测至少在35年内,所有七种种类的海龟:绿P龟、赤P龟、革龟、玳瑁、平背龟、榄P龟以及肯氏龟,面对气候变迁都将非常脆弱。爬虫类对于温度非常敏感,气温即使只是上升几度,可能造成许多地方产生全雌性的后代,将使整个物种灭绝。如果气温上升太高,状态会更严重,卵在巢里就有如受到烹煮。
然而在这项最新研究之前,多数研究显示过度雌性化在21世纪末之前不会构成威胁,而且很少研究检视已经发生的事情。两年前一项在圣地牙哥针对一小群绿P龟的研究,艾伦发现雌性占65%,但若针对较年轻者比率则上升至78%。此外,有些哥斯大黎加的革龟、佛罗里达州以及西非等地的赤P龟,雌性比例都上升。但是没有一项研究检视种群的研究尺度是与詹逊及艾伦的研究工作相近。
即使如此,很难确定雄性数量下降到什么程度算是太低,因为这个答案会与种类及位置有关。此外,决定性别与温度这件事本身可能受到当地因素影响。在西印度洋的查哥斯群岛(Chagos Archipelago),频繁的大雨使沙冷却,海岸树木叶片的遮荫,海滩狭窄迫使玳瑁在近水处筑巢而有利于使雄性后代比率维持在健康范围。在加勒比海,科学家提出警告,海龟正面临伐木的威胁,树木的遮荫可使海滩冷却而足以产出雄性后代。
「最可怕的」
并未参与该研究的海龟科学家尼可拉斯‧皮尔萨(Nicolas Pilcher)表示,这一切使大堡礁研究更具说服力。那里大多数海滩没有遮荫,因此气候与性别比率的关联更显著。受影响的海龟数量可能达数十万。没有研究将这项不成比例的比例看得这么重要,部份原因可能是目前为止没有人知道能怎么办。
皮尔萨表示:「雷恩岛很独特,因为此地的族群庞大,任何潜在的损失所造成的冲击将会很大,而作者追溯以前的资料发现以前性别分布较平均。」
令艾伦担忧的是,她的研究所显示的全球数千个海龟种群,那些已经以此种方法进行研究的,就是全球全部的海龟了。她和詹逊计画继续将技术应用在新的筑巢地,而且已经在关岛、夏威夷和塞班岛采集了样本。
艾伦表示:「北大堡礁的海龟是全世界各种海龟基因种群中数量较多的,最可怕的是想到,这些问题是否也发生在那些数量已经极低的种群。」
版权声明:aysz01 发表于 2022-04-20 19:07:32。
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