是誰殺死了30億旅鴿 基因研究揭開旅鴿滅絕世紀之謎

2020-12-08 人民網

原標題：是誰殺死了30億旅鴿

　　基因研究揭開旅鴿滅絕世紀之謎

　　旅鴿曾是北美數量最多的鳥類，據推測鼎盛時期達到30億隻。圖片來源：Mary Evans

　　說起鳥類，John James Audubon是個行家——這位法裔美國博物學者通過繪畫的形式調查和記錄了北美本土的所有鳥類。Audubon還在1833年將旅鴿確認為北美大陸數量最多的鳥類。當時，他生動描繪了寬達1英裡的遷徙旅鴿飛過他的頭頂，並連續3天遮住了太陽。

　　事實上，在19世紀早期，旅鴿可能也是全世界數量最多的鳥類。根據推測，當時至少有30億隻旅鴿，這約是今天北美所有鳥類數量的1/3。然而，到了20世紀，沒有一隻旅鴿能在野外倖存下來。1914年9月1日，最後一隻被稱為Martha的旅鴿死在俄亥俄州辛辛那提動物園的鳥籠裡。僅僅一個人類壽命周期，旅鴿便經歷了從異常繁盛到最終滅絕的過程。

　　如今，對取自博物館標本趾墊上的基因進行分析發現，這種興衰周期傾向已被「寫進」旅鴿的基因裡，並且導致這個物種的滅亡。「旅鴿極有可能經歷了劇烈的種群波動。」中國「國立」臺灣師範大學博士後、分子生態學家Hung Chih-Ming解釋說，其數量並非一直那麼多。Hung在明尼蘇達大學鳥類進化生物學家Robert Zink的實驗室開始研究鳥類，是這項日前發表於美國《國家科學院院刊》的研究的第一作者。

　　2011年，Hung和他的合作者在飯桌上聊天。Hung回憶說，當時的話題轉到「邪惡的人類是如何對待野生動物的」，其中提到「旅鴿曾是全球數量最多的鳥類，但突然間似乎從地球上完全消失了」。難道僅僅是因為狩獵使旅鴿衰落？對於早期歐洲移民來說曾經不計其數的鳥類種群，遺傳學又能揭示什麼？

　　為此，Hung和合作者收集了來自印第安納州、明尼蘇達州和賓夕法尼亞州博物館的4個旅鴿填充標本，其中3個是色彩豔麗的雄性標本，一個是比較單調的雌性。儘管雌性旅鴿的趾墊最終證實已被破壞，他們還是從3隻雄性的趾墊上獲取了很長一段基因序列。隨後，研究人員將這些基因序列和現在常見的家鴿基因組進行比對，並在此基礎上推測他們獲取了旅鴿57%~75%的遺傳基因。「據我們所知，這是從已滅絕鳥類中得到的最長也是質量最高的基因序列。」 Hung和合作者在評價該成果時寫道。

　　有了這麼長的DNA序列，Hung和他的團隊便能評估這3個標本的基因中DNA編碼序列彼此間有多大程度的不同。在這幅基因變異地圖的幫助下，科學家可以推測旅鴿種群到底有多大，因為通常情況下相較於大種群，較小種群擁有的基因變異要少一些。具體到旅鴿，Hung和同事推斷擁有繁殖能力的旅鴿平均在33萬隻左右，並在過去的幾百萬年間跌至只有5萬隻。這些數據和至少有30億隻旅鴿的預測產生了矛盾，表明旅鴿或許是一個為生態學家所熟悉的「爆發」性物種，正如蝗蟲一樣，繁盛和衰落隨外界條件改變，而非像人類一樣在過去200年間經歷了單一的數量劇增。這個遺傳學答案正好符合對過去幾千年間旅鴿食物豐度的生態建模。計算機模擬顯示，大約2.1萬年前旅鴿數量急劇下降，因為當時冰河淹沒了為旅鴿提供食物的樹木。隨後，大約6000年前，種群數量出現反彈，增至16億隻。

　　這種繁盛—衰落景象也支持了一種觀點，即歐洲移民通過驅趕美洲土著獵人，人為壯大了旅鴿隊伍，因為後者會與旅鴿爭奪堅果以及一些森林食物。不過，種群的增加只是暫時的，一旦數量過多便會破壞為旅鴿提供食物的森林。「據我推測，歐洲人到達北美時看到的巨大旅鴿群只是一種暫時現象。」並未參與此項工作但正在對旅鴿基因組進行測序的加州大學聖克魯茲分校古基因學家Beth Shapiro表示，很難想像數量如此之多的鳥類如何生存這麼長時間，它們對森林造成的破壞是毀滅性的。

　　不管怎樣，巨大的旅鴿群就像一場生物風暴，所到之處樹枝被壓斷，地面被其糞便覆蓋。歐洲移民更是在19世紀通過開墾美國東部大面積的森林加重了旅鴿對樹木的破壞。伴隨著森林豐度的不斷下降，人類狩獵活動日益增加。兩者疊加在一起，可能觸發了旅鴿的快速滅亡。「我認為棲息地的減少使旅鴿數量明顯減少。」Hung表示，同樣的情況或許能解釋北美其他爆發性物種比如美國西部落基山蚱蜢的滅絕。「我們的研究表明，自然的種群數量變動和人類幹擾共同加速了旅鴿的滅絕。」

　　不過，旅鴿種群曾維持在一個相對較小水平的事實，給那些試圖恢復這種鳥類的努力帶來新的希望。「考慮到冰川時期這種鳥類的數量相對較少也能生存，或許我們並不需要創造出幾十億隻旅鴿來維持其生存。」Shapiro表示。

　　在今日永存基金會恢復和重建項目的資助下，試圖恢復滅絕旅鴿的科學家Ben Novak正同Shapiro實驗室一道開展這項研究。Novak預言，如果他們的努力得以成功，未來旅鴿會像生活在過去不斷變化的森林一樣適應現在的森林生活。換句話說，通過限制橡子和其他堅果的供應，旅鴿不會因為是一種爆發性物種而成為有害物種。

　　當然，時至今日，肯定還會有一些現今可用但在19世紀並不豐富的食物來源，包括明尼蘇達州、印第安納州和旅鴿曾棲息過的其他地方的廣闊農田。在美國，是否有一處在國家公園和森林之外的地方可以供成群旅鴿再次自由漫步？如果它們破壞了莊稼，又有什麼可以阻止當地農民毒死旅鴿，使它們免於再次滅絕？Hung表示，無論是從社會還是從遺傳學角度，恢復已滅絕旅鴿並非易事。「雖然這很有趣，但我個人並不認為能起到有效的保護作用。」

　　不管怎樣，對已滅絕旅鴿的基因學「偵查」至少帶來了一種希望，即那些收藏在博物館抽屜裡的標本蘊藏著一個關於已滅絕和現存物種的巨大基因信息庫，哪怕是類似於趾墊的很小樣本。與此同時，若想進行旅鴿的基因復活，美國東部的大片森林也需要恢復得更加茂盛。Audubon曾認為，能威脅旅鴿的唯一一件事情便是其森林家園的消失，而這要比這位狂熱的博物學者預想的快很多。伴隨著Audubon自己也曾從事過的狩獵活動，這兩股力量共同導致了旅鴿的滅絕。（閆潔）

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