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是什么原因让哺乳动物越来越“懒”?

《科学》杂志的封面故事:一只印度豹在孟买的街道中穿行。图片来源:AAAS

遛一次猫,需要多大的场地?在远东的林海雪原之中,成年雄性东北虎的日常活动范围可以超过上千平方公里;哪怕是作为猫科中最袖珍的成员之一,一只黑足猫每晚也要在非洲大地上漫游将近十公里寻找食物[1]。如此说来,孟买的小巷对于印度豹来说可能是过于逼仄了。

动物动物,“动”自然是演化了千万年的立命之本,也是地球表面物质和能量的流动方式。塞伦盖提草原的大地上,如云的有蹄类大军年复一年地追逐水草;美洲大陆的天空中,成群的君主斑蝶前赴后继,用几个世代的时间完成南北迁徙。然而在这个新的“人类世”(Anthropocene)中,人类社会日益发展,动物们的这些活动模式本身是否受到了人类的影响呢

在自然环境里年复一年逐草而生的有蹄类大军们。图片来源:AAAS | 摄影:Petra Kaczensky

无论你觉得这个问题的答案多么显然,最新一期《科学》杂志用封面故事严谨地回答了这个问题:人类影响越大的地区,哺乳动物的活动距离越短

为了得到这个有普遍性的结论,研究者收集了57种哺乳动物的活动模式数据。这些物种大到非洲的草原象, 小到南美的拉河三带犰狳,既有斑纹角马这样以长距离迁徙闻名的食草动物,也有美洲狮等食肉动物和野猪等杂食性的物种。活动模式的原始数据是由全球定位系统 (GPS) 跟踪803只动物个体得到的地理坐标。研究人员选取了从一小时到十天不等的九个时间段来代表不同时间尺度,并且计算了每个时间段内每只动物走了多远的距离。

Tucker与同事们在本次研究中通过GPS设备追踪的大象之一。图片来源:AAAS | 摄影:George Wittemeyer

从新石器时代第一个农民挥动工具时开始, 人类就在不断地改变着地球表面的景观。研究者们综合考虑了诸如农田、建筑、人口密度、夜间光照、道路等多个因素,得出了动物们走过的每个GPS坐标点的“人类足迹指数”,以此代表人类的影响程度,然后用了统计模型来计算这个指数和动物个体运动距离的关联性。

可想而知,动物的活动范围跟很多因素有关。比如同是森林之王,孟加拉虎生活在食物丰富的南亚丛林里,并不需要奔命找吃的,活动范围就比东北虎小得多了;比如体型越大的动物通常也有着越长的活动距离;以及,食肉动物的活动范围也总比它们的猎物要大一些——因为每只捕食者总得能“够得着”好几只猎物才不会饿死。因此,除了人类的影响,研究者也考虑到了当地植被丰富度体型食性等等这些可能影响动物运动距离因素。

森林中的大路已经改变了棕熊们世代栖息的环境。图片来源:AAAS | 摄影:Adam Wajrak

计算结果并不出人意料。在8小时以上的时间尺度,人类活动的增长显著减小了动物们的活动距离——去除了与人类活动无关的影响因素后,人类影响强度越大,当地的动物们似乎就越懒”

然而与此同时,这些动物们在短时间内的活动距离并没有被人类影响。这意味着动物们并不是真的懒,而是说烟火气”更重的地方,野生动物们总在一小块区域里兜兜转转,走不出多远

这或许有两个可能:

  • 一方面,单个动物个体在人类影响大的地区可能会减小自己的活动范围;

  • 另一方面,在5到10天的时间尺度上,一些运动距离相对较长的物种也许根本就不喜欢在有人的地区待着,这也会使得这些地区的平均动物活动距离下降。

人类活动一方面形成了很多野生动物无法通过的障碍,另一方面,也给它们提供了更多非自然的可利用资源,比如粮食和牲畜。

你可能觉得这样让动物们偏安一隅(有吃有喝)也没什么不好。但实际上野生动物活动范围的缩减会导致各种各样的问题。对很多物种来说,被压缩和分割的栖息地在很多情况下根本不能支撑健康的种群数量,就更别提物种扩散,或是形成新的栖息地了。例如已经极度濒危的马来穿山甲,只能栖息于距离林地边缘几百米距离的森林深处——由于开伐导致的林地碎片化,对于这类“害羞”的物种来说是致命的[2]

越大的动物,越需要广阔的活动空间。图片来源:Giraffe Conservation Foundation

另外,原有的大种群如果被分割成小块而无法相互交流,会造成小群体内近亲繁殖, 导致遗传多样性的流失。比如最近的研究表明,哪怕是仅仅存在了十年时间的青藏铁路护栏,也许就已经对铁路两侧的普氏原羚种群产生了这样的影响[3]。而缺少了丰富多样的遗传信息作为“原材料”, 这些物种面对变化的自然环境所产生的选择压力将可能“无米下炊”,而丧失适应能力。

也许还有更令人忧心的事。在稳定运行的生态系统中,动物之动”是物质和能量的流动方式。比如迁徙的食草动物在不同时间采食不同地区的植物,携带着花粉、种子四处传播,也是捕食者眼中风雨无阻的外卖;又比如每年夏天,沿河洄游的数十万条太平洋鲑在上游浅滩产卵后死去,不仅喂饱了棕熊、猛禽,也借这些捕食者的消化系统化作了两岸植被的有机肥料。

我们尚不得而知,这些经过长时间演化形成的动态平衡一旦被打破,会对生态系统和人类的生存造成何种程度的威胁。其实,哪怕结果是生态系统的崩溃,演化的力量也总会推动新一轮的地球生命演替。

真正脆弱的,只有人类[4]。(编辑:明天)

参考文献:

www.catsg.org

Pfeifer, M., Lefebvre, V., Peres, C. A., Banks-Leite, C., Wearn, O. R., Marsh, C. J., ... & Cisneros, L. (2017). Creation of forest edges has a global impact on forest vertebrates. Nature, 551(7679), 187.

Yu, H., Song, S., Liu, J., Li, S., Zhang, L., Wang, D., & Luo, S. J. (2017). Effects of the Qinghai-Tibet Railway on the Landscape Genetics of the Endangered Przewalski’s Gazelle (Procapra przewalskii). Scientific reports, 7(1), 17983.

https://www.guokr.com/article/89800/

The End

发布于2018-03-01, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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卢平

生物信息学博士

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