愛伊米

北極熊會否滅絕還未知,但氣候變暖讓白熊“出軌”棕熊卻鐵證如山

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不得不承認,攝影作品的衝擊力給輿論帶來的影響是巨大的。

比如當你看到下面這張記錄蘇丹饑荒的照片,你多半會感到震驚和同情,甚至有一種想要給予他們援助的衝動。但你不會因為蘇丹人民的不幸遭遇就認為全人類的生存正在遭受威脅,更不會認為人類已經瀕危,因為你知道包括自己在內的其他大多數人都活得很好。

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然而,我們把照片的主角換成人見人愛的北極熊,事情就變得有意思了。很多人一見到瘦北極熊,立刻想到浮冰消失,立刻想到氣候變暖,立刻想到北極熊瀕危,立刻想到人類末日……我們的想象惟在這一層能夠如此躍進。(魯迅:我沒說過!)

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也正是因為很多人輕信了北極熊即將滅絕的訊息,近年來大量遊客湧入加拿大的極地趕在它們消失前看一看毛茸茸的“遺容”。

是誰告訴我們北極熊已經走向了窮途末路?

地球的氣候正在以從未有過的速度變化著,而氣候變化也的確會對很多動物的生存帶來影響。但北極熊即將會因為氣候變暖而滅絕的觀點是不被很多研究認可的。

根據現在我們對北極熊的研究來看,北極熊雖然從特徵到習性都是高度適應北極的寒冷氣候,但它們的起源和演化卻都離不開氣候劇變,它們不僅經歷過比今天更加極端的溫暖,甚至連這個物種的誕生都始於氣候變暖。

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對於大型哺乳動物而言,新物種的形成通常都在百萬年以上,是相當緩慢的。而北極熊的體態特徵和生活習性又過於特化,與任何別的熊類都不相似。因此,早前我們會認為北極熊的歷史至少有數百萬年。

我們其實一直都對北極熊的起源和演化非常感興趣,不過早前因為遺傳學的研究手段並不成熟,大多依靠化石研究來推測,而北極熊的化石又非常稀少,因此準確度並不高。

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由lafur Ingólfsson教授發現的北極熊下頜骨化石,可追溯至11。5萬年前

不過,近年來我們透過群體基因組學的研究得出了結論,北極熊大約在47。9萬年前到34。3萬年前才出現,算是一種非常年輕的物種。實際上北極熊和棕熊的親緣關係非常近,至今都沒有形成生殖隔離。

在2006年,美國獵人馬特爾在加拿大班克斯島射殺了一頭熊(付費且合法),這頭熊乍一看像是北極熊,但是它的體表卻有零星的褐色斑塊,眼睛周圍一圈的毛色發黑,爪子比北極熊更長,背部還有類似棕熊那樣的隆起。

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馬特爾與他射殺的混血熊

加拿大一家實驗室對這頭熊的DNA進行的檢驗,證實它的確是一頭混血熊,是由母北極熊與公棕熊所生。此前也有動物園讓北極熊和棕熊交配,生下了健康的後代。

基於這樣事實,有科學家認為北極熊起源於棕熊,是棕熊的其中一個種群不斷適應北極環境而形成的新物種。但是群體基因組學研究得出的結論並不相同,遺傳學證據顯示北極熊與棕熊是獨立演化的,兩者有共同的祖先。

根據推測,北極熊和棕熊分開的時期正好是氣候溫暖的間冰期,並且是近一百萬年內最長的溫暖時期。對花粉記錄的研究顯示,當時格林蘭島甚至出現了灌木覆蓋的痕跡,北極地區的浮冰覆蓋大大減少。

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阿拉斯加的植被,與曾經的格陵蘭島類似

在這種情況下,北極熊和棕熊的共同祖先開始擴大領地,因為在更北的地區也有灌木提供充足的食物。它們中的一部分進入了格陵蘭島生活。

隨著地球氣候的週期性變化,大約每10萬年地球就要經歷一次冰期,每個週期中會有約1萬年左右的溫暖期,我們目前正處於這樣的暖期。當年北極熊和棕熊的祖先在溫暖期進入了北極,隨後氣候又逐漸變冷,但它們中的一部分並沒有離開北極地區,而是逐漸適應了寒冷的環境成為北極熊,與留在亞寒帶森林的種群分開,後者逐漸演化成了棕熊。

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分開之後,北極熊演化出了最重要的一個特徵——超強的脂肪代謝能力。這個特徵甚至比更顯眼的渾身白毛還要重要。北極熊高度依賴浮冰捕獵,在夏天它們沒有食物來源,因此會在獵物匱乏的季節“休眠”,消耗的能量完全來自身體積累的大量脂肪。因此北極熊進化出了特殊的脂肪代謝能力,保證它們肥胖的同時不出現心血管疾病。

研究發現,北極熊的基因在進化中受到了更強的正選擇,即有利的突變基因更容易傳播。其中前16個最強的正選擇基因中,有9個基因是與動脈硬化或心肌病相關的,還有一個

APOB

基因與脂肪的運輸代謝有關,而這個基因在沒有在其它熊類和棕熊中檢測到,可以認為是北極熊獨有的。

如此大的變化僅僅在短短不到50萬年的時間就形成,堪稱生物界的奇蹟。一般認為北極熊超高的進化速度與嚴酷的北極環境息息相關,是硬生生被生活壓力逼出來的。

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雖然說是氣候變暖催生了如此與眾不同的北極熊,可實際上還是北極寒冷的環境造就了與眾不同的北極熊,那它們真的能在氣候變暖後存活嗎?

前一部分已經提到過了,第四紀(約260萬年前至今)時期,地球氣候每10萬年就會經歷一次冰期與間冰期的週期性變化。講道理,北極熊這個物種已經至少有30萬歲了,怎麼可能沒有經歷過氣候變暖?

根據科學家對南極沃斯托克冰芯的研究,估算出了40萬年前至今的氣候變化。其中在約32。5萬年前、24萬年前、12。5萬年前、1萬年前地球都處於高溫的狀態。特別是距今32。5萬年左右的那一次,當時的地球年平均氣溫比今天還要高2攝氏度。

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過去40萬年的冰芯資料,冰川週期的平均長度約為100000年。藍色曲線是溫度,綠色曲線是CO2,紅色曲線是風吹的冰川塵埃

極度高溫當然也嚴重影響了北極熊的生存。透過全基因組資料推斷北極熊歷史群體的變化,我們發現北極熊種群曾經歷過一次瓶頸效應。

有些物種在演化的歷史上可能會經歷種群數量的驟然減少,之後又在短時間內恢復到與驟變之前相當的水平,這就是所謂的瓶頸效應。雖然從數量上看前後並沒有變化,但從遺傳學的角度看,這種驟變會讓種群丟失掉大部分的多型性,數量上是恢復了,但有效種群仍然處於非常小的水平,恢復的過程還有可能累積一些有害的突變。

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瓶頸效應的一種簡單示意,多樣性丟失

比如以“被人類吃滅絕”聞名的旅鴿,曾經的種群數量多達50億隻,但研究發現它們的有效種群量僅有33萬隻,這種在遺傳學上的同質化可能是導致它們滅絕的深層次原因。科學家推測旅鴿在2萬年前的冰期中遭受了嚴重的打擊,隨後種群數量迅速恢復。

與旅鴿類似,北極熊的瓶頸效應期在約31。9萬年至14。8萬年前期間出現,種群數量從最初的20000頭左右驟減至5000頭。而31。9萬年前正是40萬年內最熱的時候,整個瓶頸期包括3次這樣的高溫期,可想而知氣候變暖給北極熊的生存帶來了近乎毀滅性的打擊,而隔壁棕熊老哥的種群數量在同時期內並沒有明顯的變化。

最早在約5萬年前,北極熊的數量才開始恢復,發生了指數型增長,巔峰時期達到6。8萬頭的數量。那麼,北極熊到底在這三次氣候變暖中到底經歷了什麼?

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說出來你可能不信,這近20萬年期間,北極熊頻繁與棕熊發生出軌事件,既有公北極熊出軌母棕熊,也有公棕熊搶母北極熊。

不過相對而言,公北極熊出軌母棕熊居多,生下來的混血寶寶因為由母棕熊撫養,也就留在棕熊的種群內。北極熊和棕熊的基因滲入研究表明,兩者之間的基因交流在北極熊與棕熊分開的早期就已經出現,並且基因的流動有偏向性,以北極熊向棕熊滲入為主,基因交流發生在北極熊北極熊有效種群減少的期間。

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在北極熊種群中,可交配的母北極熊比較稀缺,除去已經懷孕和正在哺育的母熊就已經沒剩多少了,更慘的是年輕的公熊通常很難在交配競爭中勝出。雄性北極熊一般在6歲左右就已經性成熟,但是它們通常到8歲才能繁殖,有些到10歲了仍然是頭處熊。

可以想象,在氣候變暖的時期,棕熊的活動範圍向北擴張,與北極熊的活動範圍發生了重疊。對找不到物件的公北極熊來說這就是天上掉下的餡餅,而且公北極熊的體型天然碾壓公棕熊,搶走棕熊的老婆也是輕而易舉的事,很容易理解兩者的基因交流更傾向於從北極熊到棕熊。

不過,這種基因交流對北極熊的種群恢復並沒有什麼幫助,更像是北極熊自知情況危急,把幾條祖傳的DNA留給棕熊傳下去,當然這只是玩笑話。經過纏綿近20萬年的基因交流之後,在大約5萬年前,不知道什麼原因北極熊和棕熊的種群數量都呈指數型增長,北極熊不僅挺過了3次溫暖的間冰期,還一舉達到了歷史巔峰。

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今天北極熊也正在經歷從前類似的危機,浮冰減少,捕獵變得越來越困難,有些北極熊甚至留在陸地尋找新的食物種類。它們開始食用擱淺的鯨,掏鳥蛋,甚至吃果實,一些習性也變得與棕熊相似。例如多頭北極熊會聚集在一起分食屍體的腐肉,在浮冰捕獵的北極熊幾乎都是獨行俠,棕熊倒是經常幹這種事。

於此同時,基因交流也開始出現,近幾年有很多混血熊的目擊報告,甚至還出現了四分之一混北極熊血統的混二代,在基因交流中棕熊更加強勢。有觀點認為北極熊最終可能會被整合到棕熊當中,就像尼安德特人之於智人一樣。

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然而,北極熊會不會因為氣候變暖而滅絕還是未知數,但以目前的種群情況來看,並不一定悲觀。

上個世紀50年代,北極熊的種群數量再次跌至5000頭左右,主要原因是人類的捕獵。之後各國都開始嚴格管制商業捕獵,北極熊種群恢復迅速,到1984年總數達到25000頭,到2005年數量穩定中略有下降。

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各時期北極熊數量估計

當時的研究表明,從1984年到2004年,加拿大北部丘吉爾地區的北極熊從原來的1194頭下降到了935頭,研究者估計,以這個趨勢,到2011年數量將會下降到676頭,情況非常不樂觀。然而2011年的資料顯示,丘吉爾地區種群的數量已經達到了1013頭,幾乎是預計數量的兩倍之多。

根據2019年自然保護聯盟北極熊專家小組的統計,全球一共19個北極熊種群,其中有4個種群的數量正在減少,2個種群的數量正在增加,4個種群的數量趨於穩定,其餘的種群缺乏資料,總的種群數量估計在22000至31000之間。北極熊的生命力並沒有想象中的那麼脆弱。

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19個北極熊種群分佈於現狀

不可否認,北極熊目前的確面臨威脅,但這種大萌物本來就與氣候變化相伴相生,它的誕生始於氣候變暖,它的發展與進化也伴隨著氣候變冷,可以說氣候變化是北極熊一定要面對的挑戰,只是這一次變暖來的比之前要更加迅猛,結果還無法預估。

最壞的結果可能是北極熊與棕熊在“換妻”和“換夫”過程中發生了融合,不再有白熊在冰面上捕獵海豹,只是它們的祖傳基因還在棕熊的體內流傳。這就像重回50萬年前,可歷史或許不會重演。當然我們更希望北極熊和棕熊兩兄弟只是短暫地碰碰面,之後還是獨立發展,但生物進化的事誰能說得準呢?

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我們不希望北極熊滅絕,也不希望氣候有異常的變化,可是沒必要用對北極熊以偏概全的宣傳來實現某些目的。難道北極熊這種生物界的奇蹟只有瀕臨滅絕了,才值得我們關注和保護嗎?或者難道只有氣候變化危及到動物的生存了,才值得我們擔憂和警覺嗎?

瀕危或無危,不應該影響我們對氣候的關注。變暖或變冷,也不應該左右我們對物種的保護。