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人類活動、氣候變化都不在怕的,環境變動最大受益者是它!大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?

出品:科普中國

制作:楊錫福(中國科學院動物研究所助理研究員)

監制:中國科學院計算機網絡資訊中心

小時候生活在農村時,晚上睡覺最讨厭的是樓上傳來的"咔咔"、"吱吱"啃咬東西的聲音。

當聲音實在太大忍受不了時,我們就會敲打牆壁弄點動靜,它們在受到驚吓後會安靜一會兒,不過沒多久又會發出同樣的聲音。

這些讓人惱火的罪魁禍首是一些住宅型鼠類,如褐家鼠和小家鼠。

它們屬于齧齒類動物,因為損壞家具、破壞糧食、傳播疾病等,人們使用了各種方法來捕殺它們,但是收效甚微,讓我們不得不感慨它們強大的生存能力。

人類活動、氣候變化都不在怕的,環境變動最大受益者是它!大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?

野生小老鼠,是不是也很萌|圖檔來源:作者拍攝

不僅如此,2021年年初,一項研究報道稱,人類活動日益增加,氣候變化日益加劇,很多大型哺乳動物都瀕臨滅絕,但齧齒動物等中小型哺乳動物反而成為重大環境變化中的最大受益者,并且預測未來50年内,齧齒動物的多樣性還會持續增加。

<h1 class="pgc-h-center-line" data-track="10">大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?</h1>

在回答為何齧齒動物能成為環境變化的最大受益者這個問題之前,我們先來了解下瀕臨滅絕的哺乳動物主要有哪些?它們為何生存不下去了?

或許我們會對小型哺乳動物的擴張有一個更全面的了解。

自1500年以來,陸生脊椎動物中有322種已經滅絕,剩下的物種數量平均也縮減了25%。

目前瀕危的哺乳動物主要有馬來亞虎、印度支那虎、索拉羚羊、孟家拉虎、打巴奴裡猩猩、大熊貓、金絲猴、華南虎、藏羚羊、麋鹿等等。

從這些瀕危動物來看,它們存在幾大共同特性:個體大、繁殖力低、生長發育緩慢、适應能力低等。

《科學》雜志上的一篇研究,通過比較所有已知的自更新世(&lt; 5萬年)以來滅絕的哺乳動物的體重資料,發現體型越大的動物越容易受自然選擇的影響,也更易受到傷害。

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齧齒動物因體型小而沒有受到威脅|圖檔來源:參考文獻[3]

當今,大中型哺乳動物種群數量下降受到了人們的極大關注,科學家們也在努力尋找引起下降的原因。

例如,在2萬多年前生活在地球上的猛犸象、巨型樹獺等大型哺乳動物,在2萬多年後統統消失了,一些研究人員曾将它們的滅絕歸咎于人類的狩獵行為。

後來,一些研究人員通過分析化石中動物放射性碳與古氣候資料,認為氣候的突然變化是導緻了這些物種數量螺旋式下降的罪魁禍首。

不過,這一結論也受到了質疑,因為作者認為當化石在一個地點消失便意味着物種滅絕,這有點過分解讀了化石記錄的完整性。

質疑者基于許多動物的滅絕都是在人類出現後發生這一現象,認為人類才是導緻大型哺乳動物滅絕的決定性因素。

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大型哺乳動物滅絕與古氣候記錄|圖檔來源:參考文獻[1]

無獨有偶,同樣采用化石資料,科研人員發現氣候變化使得大氣中二氧化碳的濃度下降,進而促進了大型哺乳動物向草原的擴張,而不是古人類的影響,并最終導緻了物種的滅絕。

近來,我國科研人員主持一項發表在《美國科學院院刊》上的研究,通過定量分析我國曆史文獻記錄中的資料,發現在過去的兩千多年中,大型哺乳動物(如大象、犀牛、大熊貓)的種群數量下降不僅早于中型哺乳動物,而且縮減速度也要快。

此外,他們還發現,哺乳動物的局地滅絕率與人類活動的幹擾強度和極端溫度(變冷或變暖)有關。

人類活動、氣候變化都不在怕的,環境變動最大受益者是它!大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?

中國公元前905年到公元2006年11種大中型哺乳動物種群衰退和生存率變化|圖檔來源:參考文獻[8]

由于科學家研究的對象、時間跨度、采用的方法不同而得到了不一樣的結果。

不過,究其原因,科學家們都認為主要是由于人類幹擾和氣候變化等外因影響下,生物個體不能适應環境變化所緻。

至于是人類幹擾和氣候變化兩者中一種起作用還是兩者共同作用,還需要更多的研究來驗證。

<h1 class="pgc-h-center-line" data-track="10">齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者</h1>

與大型哺乳動物的命運不同,齧齒類、兔形類等中小型哺乳動物類群的滅絕風險較低。

進一步研究發現,小體型、較小的家域和靈活的飲食組合,使齧齒動物更有可能在受人類影響的生态系統中茁壯成長。

研究人員采用化石記錄和現存資料,發現與前工業革命時期相比,由于美國土地使用,大型哺乳動物已經從人類活動頻繁的環境中消失并轉移到更寒冷的高山氣候地區,而齧齒動物則擴大了它們的氣候适應範圍。

近期,一篇在《分子生物與進化》雜志上的報道稱,基于基因組短片段和全基因組的資料分析,研究人員發現源于東南亞和栖息地泛化的齧齒動物種類在近期種群增長現象明顯,推測在未來它們的潛在分布區可能進一步擴張。

例如,分布在高海拔的灰腹鼠在種群大小上呈現擴張趨勢,并有向高原面上繼續擴充的可能。

進一步分析發現,這是由于灰腹鼠為适應青藏高原的環境在基因組水準上産生了顯著改變所緻。

人類活動、氣候變化都不在怕的,環境變動最大受益者是它!大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?

白腹鼠屬的分化時間和系統發育曆史|圖檔來源:參考文獻[5]

齧齒動物在進化上獲得成功的原因可能是多樣的。

首先是齧齒動物個體小

小的個體,每日的食量相對就少,就可以去開辟、适應個體大的動物所不适宜的環境,進而建立大的種群。

其次是齧齒動物食性雜、牙口好

它們吃得比較雜,無論種子、青草、樹葉,還是昆蟲、蠕蟲和各種小脊椎動物都能吃。

換句話說,就是它們不挑食。而且由于有兩對終生生長的門牙,打磨後鋒利無比,幾乎是沒有什麼東西是不能吃的。

此外齧齒動物繁殖力強、生長發育快

一隻雌性褐色家鼠一年最多能繁殖15胎,每胎能産下3—7隻幼崽;而且它們生長發育能力非常快,小的褐家鼠從出生到發育成熟隻需要3—4個月。

由于更新換代快,就能儲存和突變出較多的基因型,這樣當環境突然發生變化時,總有那麼些幸運兒能生存下來。結合其他特征,它們很快又能創造出一個新的齧齒動物種群。

由于這些超能力,它們也成為現生哺乳動物中演化最成功的一個類群,其屬、種數幾乎達到其他各目之總和。

中國分布9科33屬192種(世界2277種),包括松鼠科、日本睡鼠科、河狸科、跳鼠科、刺山鼠科、鼹形鼠科、倉鼠科、鼠科、豪豬科。

<h1 class="pgc-h-center-line" data-track="10">齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?</h1>

文首提及的齧齒動物行為讓我們恨得咬牙切齒,除了影響損壞家居、農作物,影響我們休息之外,它們還是大量動物病原(如漢坦病毒、鼠疫)的野外宿主和傳播媒介。

然而,是否齧齒動物對人類一無是處呢?答案肯定是否定的。

齧齒動物個體小,易于飼養和維護,對新環境适應性良好;繁殖速度快,壽命短,平均在2—3年,是以可以在相對較短的時間内觀察到幾代;而且基因組成、生物行為特征都跟人類非常相似。

是以,它們為生物醫學實驗研究人員所鐘愛,如常用的大小白鼠。

齧齒動物在生态系統中同樣承擔着不可替代的作用,如大中型食肉動物的主要食物來源、傳播植物種子和真菌孢子,是以它們在維持生态平衡中也功不可沒。

不僅如此,齧齒動物具有漫長的演化曆史,在形态、栖息地适應等方面高度分化。

是以,也是研究人類幹擾和全球環境曆史變遷對物種分化、形态演變、地理分布格局形成所産生的影響等重要科學議題的理想材料。

人類活動、氣候變化都不在怕的,環境變動最大受益者是它!大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?

正在處理植物種子的針毛鼠|圖檔來源:作者拍攝

總之,我們生活在人類活動導緻的生物多樣性喪失(如物種和種群滅絕)的全球浪潮中,人類對動物多樣性的影響是一種尚未得到充分認識的全球環境變化模式。

這種動物多樣性的減少将影響到生态系統的功能和人類的福祉。

齧齒動物在面對劇烈變化的環境中,也并非沒有受到負面影響。

是以加強生态治理,恢複青山綠水,使人類與自然和諧相處,才能減緩哺乳動物縮減的趨勢,維護生态平衡、保護人與野生動植物賴以生存的地球。

參考文獻

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人類活動、氣候變化都不在怕的,環境變動最大受益者是它!大型哺乳動物為何面臨瀕危甚至滅絕?齧齒動物具備超強适應力,是環境變化的最大受益者齧齒動物種群不降反增,對人類來說是好事還是壞事?