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    候鳥(niǎo)為何不會(huì)迷路

    2022-04-29 10:23:26喻思南
    發(fā)明與創(chuàng)新 2022年13期
    關(guān)鍵詞:繁殖地長(zhǎng)距離候鳥(niǎo)

    ◆喻思南

    候鳥(niǎo)遷徙是大自然里一道亮麗的風(fēng)景,全球鳥(niǎo)類中有約五分之一為候鳥(niǎo),每年數(shù)十億只候鳥(niǎo)在繁殖地和越冬地之間遷徙。然而,候鳥(niǎo)遷徙的路線如何形成?哪些因素影響了候鳥(niǎo)的遷徙路線呢?

    中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所詹祥江團(tuán)隊(duì)歷時(shí)12年,利用衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)和基因組信息,建立了一套北極游隼遷徙研究系統(tǒng),揭開(kāi)了鳥(niǎo)類遷徙的奧秘。該研究入選了2021年度“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”。

    鳥(niǎo)類遷徙的未解之謎

    候鳥(niǎo)遷徙是為了適應(yīng)氣候和食物等有規(guī)律波動(dòng)的環(huán)境。200年前,人們對(duì)鳥(niǎo)類的季節(jié)性消失和出現(xiàn)這一現(xiàn)象充滿了神秘的想象。

    1822年,人們?cè)诘聡?guó)發(fā)現(xiàn)一只飛往非洲越冬的白鸛被箭射中后,又返回了數(shù)千公里外的歐洲,這被認(rèn)為是歐洲最早的鳥(niǎo)類遷徙記錄。

    圖1 一群東方白鸛在曹妃甸濕地飛舞 (圖/新華社 楊世堯 攝)

    候鳥(niǎo)往往經(jīng)過(guò)一些固定的海岸、山隘口等地點(diǎn),早期研究者選擇在固定的地點(diǎn)觀察鳥(niǎo)類遷徙,但這種方式效率低,難以精準(zhǔn)獲取鳥(niǎo)類個(gè)體的遷徙信息。20世紀(jì)80年代以來(lái),利用衛(wèi)星追蹤技術(shù),科研人員通過(guò)給動(dòng)物佩戴衛(wèi)星追蹤器,從而確定動(dòng)物在某一時(shí)間所處的地理位置。

    人們借助新技術(shù)對(duì)了解鳥(niǎo)類遷徙時(shí)間、方向等方面取得了成果,然而鳥(niǎo)類遷徙路線是如何進(jìn)化的、它們?yōu)楹文荛L(zhǎng)距離飛行等問(wèn)題仍然是個(gè)謎。

    關(guān)鍵基因決定鳥(niǎo)類遷徙路線

    北極的游隼每年9~10月會(huì)遷往南方過(guò)冬,第二年4~5月再返回北極繁殖。研究人員歷時(shí)12年,為56只游隼佩戴好衛(wèi)星追蹤器,這些游隼遍布北極圈自西向東的主要繁殖地,從而構(gòu)建出一套北極游隼遷徙系統(tǒng)。

    圖2 一只游隼在福建閩江入??谏持奚贤P▓D/新華社 梅永存 攝)

    游隼是世界上首例被全基因組測(cè)序的猛禽鳥(niǎo)類之一,通過(guò)對(duì)35只游隼的基因組學(xué)信息的進(jìn)一步分析,研究人員發(fā)現(xiàn),游隼在西部的科拉和科爾古耶夫種群,以及東部的亞馬爾和科雷馬種群分別具有最近共同祖先。同時(shí),長(zhǎng)、短遷徙距離種群的分化大概在末次冰盛期(2.2萬(wàn)年)前后。

    基于游隼的種群歷史、潛在繁殖地、越冬地重建等結(jié)果,研究人員推測(cè):在末次冰盛期到全新世之間的過(guò)程中,冰川消退導(dǎo)致的游隼繁殖地向北退縮以及越冬地變遷,可能是游隼遷徙路線形成的主要?dú)v史原因。

    通過(guò)對(duì)比分析長(zhǎng)、短遷徙種群基因組,研究人員首次發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與記憶能力相關(guān)的基因——ADCY8。這個(gè)基因使長(zhǎng)距離遷徙游隼受到了正選擇,意味著遷徙路線更長(zhǎng)的游隼攜帶ADCY8優(yōu)勢(shì)等位基因,長(zhǎng)時(shí)記憶可能是鳥(niǎo)類長(zhǎng)距離遷徙的重要基礎(chǔ)。這也在一定程度上解釋了游隼為什么能夠記住來(lái)時(shí)的路。

    這一發(fā)現(xiàn)揭示了鳥(niǎo)類長(zhǎng)距離遷徙的遺傳基礎(chǔ),是全球首次對(duì)這一問(wèn)題深入且證據(jù)充分的解讀。

    保護(hù)候鳥(niǎo)的遷徙之路

    研究人員通過(guò)模擬預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),全球變暖可能迫使生活在亞歐大陸的北極游隼面臨兩方面的威脅:一是繁殖地的向北退縮,二是西部種群越冬地的向北擴(kuò)張,進(jìn)而可能造成其未來(lái)遷徙策略的改變。

    鳥(niǎo)類是一個(gè)對(duì)生態(tài)環(huán)境變化較敏感的物種,尤其是候鳥(niǎo)。保護(hù)候鳥(niǎo)不能只關(guān)注數(shù)量,還需要從生態(tài)、行為和遺傳等方面入手,保護(hù)遷徙鳥(niǎo)類,不僅要保護(hù)好它們的繁殖地和越冬地,也要保護(hù)好它們的遷徙之路。未來(lái),鳥(niǎo)類遷徙還有更多復(fù)雜的行為值得人類探究。(據(jù)人民日?qǐng)?bào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)微信公眾號(hào),略有刪減)

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