一個生物種群想要生存下去,最少需要多少數量呢?

2021-01-09 科學獵奇

這個問題牽扯到「最小存活種群」的生物學概念。最小存活種群的定義是一個種群能夠在特定時間內健康生存所需要的最小的有效數量。簡單的說就是一個種群想要生存和延續所需要最少的個體數量,這是種群能否延續的臨界值,低於這個臨界值,種群就會逐漸的滅絕。

那麼,這個臨界值是多少呢?我們一起來探討一下這個問題。

「最小存活種群」的三個關鍵因素

從上面我們說的「最小存活種群」的定義能夠看出,它有三個關鍵的因素,那就是健康、最小和有效。那麼,這三個關鍵詞是什麼意思呢?我們來解析一下。

首先是健康。既然是種群的健康,我們就要拋開環境和個體的因素,單獨從基因上來說。通常,群居動物為了更好種群的基因更加的強大,會有一個舉動,那就是驅逐剛剛成年的雄性幼崽。比如獅子、水牛都有這種習性,這種習性能夠極大地減少近親繁殖的機率。也就是說,種群存活的閾值必須是建立在減少近親繁殖的機率上的。

其次是最小。最小很簡單,就是一個物種最少有多少的個體數量能夠保證它們能夠繁衍後代,這一點與第一條健康是相通的。

最後是有效。什麼是有效呢?有效有幾個關鍵的點,第一個就是所有的個體都能參與繁殖;第二個是親一代雌雄個體產生的後代數量是相同的,比如親一代一共有16隻動物,它們是雌性比例對等的,各佔8隻,8對交配後,都會產下1隻以上的健康幼崽;第三個是子一代不會有近親繁殖,也就是說8對各自產生的後代都與其他的後代繼續交配,以此來獲得足夠的雜合子滿足遺傳基因不確定性造成的雜合子缺失。

看完這三個要素,我們發現,這三個要素同時滿足幾乎是不可能的,比如一個種群中,可能會有「一夫多妻」的出現,這樣勢必會造成一些雄性無法參與繁殖,這樣就會造成有效種的減少,增加近親繁殖的概率。因此,「最小存活種群」實際上是偏理想化的,它有著許多的不確定因素。

從現實出發

既然「最小存活種群」偏理想化,那麼,我們就從現實出發,來看一下,現實中,「最小存活種群」的閾值。

早在20世紀以前,在西南亞各地生活著一種兇猛的貓科動物,它就是亞洲獅。但是,隨著人類對其棲息地的破壞以及對它們的捕殺,亞洲獅的數量驟減,到了20世紀初,曾經遍布西南亞地區的亞洲獅變成了印度獨有,而且印度境內也僅剩下了13頭。為了保護這僅有的物種,印度將這13頭亞洲獅全部放入了吉爾國家森林公園中保護了起來。

在人們的幫助下,亞洲獅滅絕的邊緣被拯救了回來。進入21世紀後,印度每年會對亞洲獅的數量進行全面的統計,統計結果如下:

2005年,吉爾國家森林公園中亞洲獅的數量就達到了359頭

2010年,亞洲獅的數量比5年前增加了52頭,達到了411頭

2015年,亞洲獅的數量持續增加,達到了529頭

2020年,數量未知(尚未公布)

雖然2020年亞洲獅的數量沒有公布,但是,從2018年和2019年的亞洲獅死亡數據來看,亞洲獅的現狀不容樂觀,僅僅是在2018年年初到2019年年底,這兩年時間內就有261隻亞洲獅死亡,而在這些死亡的亞洲獅中,並不是只有成年獅子,幼崽的死亡率約佔一半,一共有123隻幼崽死亡。

在這些死亡的獅子中,大部分死亡原因是自然因素,包括內鬥、生老病死等等,當然也包括犬瘟熱病(由於捕食流浪狗導致的)。

亞洲獅的數量持續的增長是件好事,這表明它們已經離滅絕越來越遠了。雖然,這些亞洲獅都是13頭獅子的後代,對基因有一定的影響,但是總體來看,還不至於威脅到種群。

因此,我認為,物種「最小存活種群」的極限應該為13隻,但是這也不絕對,因為,如果沒有人工的幹預(對幼崽的悉心照顧),獅子幼崽的成活率也不會這麼高,如果沒有人工的幹預(將不同性別不同「父母」的幼崽放到一起),它們近親繁殖會更加的嚴重。因此,這個13隻「最小存活種群」數量適用於人工幹預的情況下。

科學家根據遺傳學和種群統計學在不同的物種間做了大量的運算發現,在野生環境下,種群能否延續的閾值為50隻。

總結

受環境、習性等因素的影響,每一種動物的生存數量的閾值也有一定的差別。從實際角度出發,如果有人工幹預的物種,它的「最小生存種群」數量為13隻,而在野生環境下,它們的「最小生存種群」數量為50隻。

當然,這兩個數字只是一個基數,低於這個基數物種滅絕的風險就會非常大,而越高自然也越有利於動物種群的繁衍。

因此,保護野生動物並不是說等到它們快要滅絕時才保護,而是從現在開始。

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