两栖动物在环境变化中的失利

2020-08-04 157两栖类

一项新的研究表明两栖动物在环境变化中的失利,尽管两栖动物有能力进化和生存数亿年——从恐龙时代之前开始,并经历了许多气候条件——但两栖动物在全球范围内的大规模衰退,最好的解释是它们无法跟上当前全球变化的速度。

俄勒冈州立大学的研究人员在《生物科学》杂志上发表的一项研究报告中说,进化的基本制约因素和物种不能足够快地适应环境,可以解释导致一个又一个两栖类物种衰落或彻底灭绝的原因。

研究背景

“我们知道造成两栖动物数量下降的原因有很多,包括紫外线-B光照射、栖息地丧失、农药污染、感染等问题,”OSU动物学教授、世界领先的两栖动物衰退专家之一安德鲁·布劳斯汀说。

“但是从另一个角度来看,这不仅仅是两栖动物必须面对的威胁和压力,”布劳斯汀说威胁一直存在,而这些威胁是地球上最具适应性和最成功的脊椎动物。它们在恐龙出现之前就已经存在,生活在气候迥异的时期,并在许多其他物种灭绝的同时继续繁衍生息。但现在,他们就是跟不上了。”

研究人员在报告中指出,据估计,现在动植物灭绝的速度比过去10万年来任何已知的都要快。两栖动物之所以受到特别的关注,是因为它们的生理和复杂的生命周期经常使它们面临比其他物种更广泛的环境变化——它们有可渗透的皮肤,生活在陆地和水上,它们的卵没有壳。

两栖动物在环境变化中的失利

面对这些挑战,两栖动物似乎正在输掉这场战斗——在地球上5743种已知的两栖动物中,43%的物种在减少,32%的物种受到威胁,168种物种被认为已经灭绝。这种变化对两栖动物的影响远比其他许多脊椎动物,如鸟类或哺乳动物更为普遍。

“历史上,两栖动物善于进化以应对新的环境,”布劳斯汀说他们所做的一切向我们展示了正在进行的环境变化是多么迅速和前所未有。许多其他物种也将无法以足够快的速度进化来应对这些变化。由于它们独特的特性,两栖动物只是第一批离开的动物。”

在他们的分析中,OSU的科学家指出进化并不是一个精确或完美的过程——它需要时间,受到历史性的变化和妥协的限制,并且并不总是允许一个物种以适应迅速变化的条件的方式适应。通过基因变异和自然选择的压力,一些物种或种群将能够适应,而另一些物种或种群则会失败并灭绝。

科学家们说,经过数百万年的发展,赋予两栖动物生存优势的系统现在却与它们背道而驰。

示例包括:

  • 许多两栖动物在阳光直射的浅水开阔水域产卵,以提供一个更充氧的环境,增加幼虫的生长速度,减少捕食。但是,由于地球臭氧层的侵蚀,今天太阳光中紫外线-B辐射水平的增加,正在导致突变、免疫系统受损和生长速度减慢。通过进化,两栖动物能够适应过去不断变化的紫外线-B水平,但目前的变化太快了。
  • 在过去,水是相当纯净和干净的。但是,由于使用现代肥料和放牧动物的废物,淡水池塘的“富营养化”加剧,导致寄生虫感染率更高,水生系统的化学污染也更为常见。
  • 许多动物物种共同产卵或群居,通常是为了避免捕食或提高资源利用率。但是,全球变暖导致一些两栖动物的某些传染病的发病率更高,而且它更容易在联系紧密的社区传播。
  • 研究结论

研究人员在他们的报告中写道:“尽管当新的威胁出现时,一些两栖动物种群可能会发生相对迅速的进化,但其他威胁可能过于强烈和新,两栖动物无法应对这些威胁。”行为和生态属性可能已经持续了数百万年,而且可能是有益的。在今天的条件下,两栖动物可能会受到各种破坏性因素的影响。”

两栖动物在环境变化中的失利,布劳斯汀说,如果两栖动物不首先灭绝的话,自然选择和物种适应可能最终会让两栖动物对新的环境伤害做出反应并从中恢复过来。

但研究人员说,进化是一个不稳定的、经常缓慢且不完善的系统,两栖动物生命周期的复杂性使它们比许多其他物种更容易受到攻击。

引用

Oregon State University. "Amphibians In Losing Race With Environmental Change." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 May 2007. www.sciencedaily.com/releases/2007/05/070501075044.htm.

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