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两栖类动物的减少

2024年12月29日  来源:生命的未来 作者:[美]爱德华·威尔逊 提供人:kengpo70......

两栖类动物的减少

最近几十年来最惨重的损失则是蛙类数量的逐渐萎缩。1980年代,动物学家发现世界各地的两栖类动物数量陡降,主要是蛙类,还有蝾螈。最早的警告征兆出现在澳大利亚独有的北方胃育溪蛙(Rheobatrachus vitellinus),这种蛙是用胃来供受精卵发育,再将成长后的小蛙从嘴里吐出来。1984年1月,有人在昆士兰伊加拉国家公园(Eungella National Park)发现这种蛙,定为一个新种,但在次年3月,它们的数量突然减少,然后就消失了。同个时期,其他澳大利亚本土蛙类在数量锐减不过4个月后,也跟着消失了。

在地球另一端,哥斯达黎加的金蟾蜍(Bufo periglenes)也是数量骤减。它们的色泽抢眼:交配季节的公蛙,看起来就好像刚涂过金橘色染料似的。此外,每到春天交配季节,它们群聚出现的戏剧性场面,也是动物学上的一大奇景,对于这个中美洲小国来说,更是很具吸引力的野生动物景观。1987年春天,几十万只准备交配的金蟾蜍一年一度按时在全球唯一有它们身影的蒙特威尔德(Monteverde)山林中集体现身。然而,第二年,由加利福尼亚大学柏克利分校的威克(David Wake)率领的小组,却只能找到5只金蟾蜍。而且从那以后,再也没有人看见过金蟾蜍,它们应该是已经绝种了。

在这同时,世界各地有关两栖类动物数量骤减的报告也大批涌现。70其中最严重的,要算是两栖类动物分布广泛的中美洲及南美洲,许多当地特有种都绝迹了。爬行动物专家纷纷进行田野调查,并召开研讨会。2000年,渥太华大学的霍利汉(Jeff E. Houlahan)所率领的小组,针对许多科学家在过去数十年、于37个国家和地区(多半来自欧洲及北美地区)收集到的936个族群的数据进行研究。他们的结论是,整体而言,两栖类动物的数量早自1960年以来,就以每年约2%的速度减少。但是每个地区减少的步调则不一致。例如,在某些特定地区,只有某些种类的蛙会减少,其他则无。譬如,在加拿大人们发现豹蛙(Rana pipiens)减少了60%,包括在英属哥伦比亚省内完全绝迹。但是在加利福尼亚州约塞米蒂国家公园(Yosemite National Park),蛙类则是全面减少。而黄腿山蛙(Rana muscosa)虽然从内华达山脉的西坡上消失,但在东坡上依然为数众多。至于世界两栖类动物生物多样性最为集中的地区之一的美国东南部,目前蛙类和蝾螈的数量还维持得相当不错。

当研究人员把焦点集中在这场所谓的“两栖类动物减少现象”(Declining Amphibian Phenomenon)后,认为主要原因在于栖息地的破坏,也就是前述HIPPO中的H。但是,除此之外,还有其他有害力量介入,有些直接跟栖息地减少相关,有些则与它无关。这些因素在不同地区的影响力的排序,要视当地情况而定。

在内华达山脉,来自海岸的空气污染显然是原因之一。往北边走,在俄勒冈州的喀斯开山脉(Cascade Mountains),阳光中能破坏细胞的紫外线B波段辐射,反而成为罪魁祸首。后面这项因素之所以会突然蹿升,主要是地球臭氧层变薄所致,这又是一项人为的环境破坏,而且在高纬度地区最为严重。至于美国西部其他地区,被引进河流的鳟鱼及牛蛙,猛吃小型蛙类,因此也造成其中一些种类的灭绝。在明尼苏达州,可以看到许多缺了后腿或是多一只脚的豹蛙及蟋蟀蛙(cricket frog),笨拙地跳来跳去。一般认为,这种畸形发育是由化学污染引起的,其中的罪魁祸首可能是喷洒在水面上防止蚊子幼虫发育的药品甲氧普林(methoprene)。在美国中部地区,青蛙的头号杀手几乎可以确定是显微镜才观察得到的壶菌(chytrid),它们会严重感染青蛙柔软的皮肤。由于青蛙必须通过皮肤来呼吸,如此一来便会窒息而死。这种真菌的跨国传播途径,至少有一部分是借由水族箱传送的。

蛙类的灾难给了我们一个尖锐且明确的警告:HIPPO对生物圈具有致命的侵害力。青蛙在大自然里的角色,就好比笼中的金丝雀。大多数成蛙对环境的轻微变化都很敏感,因为它们要么生活在水里,要么生活在潮湿的密林深处。它们的幼虫蝌蚪则是栖息水中的捕食者。典型的两栖类动物,不论发育是否成熟,都有潮湿多孔的皮肤,作为交换气体的装置,而这也使它们成为毒物及寄生虫的超级吸附垫。我们人类再怎么也设计不出比青蛙更高明的环境恶化警报器。

小族群的生存危机

两栖类动物的案例,说明了另一个跟维持生物多样性有关的原理:遭受HIPPO压力的物种更容易夭折。这类致命因素中,最阴险的莫过于近交衰退(inbreeding depression)。族群愈小,近亲交配的程度也愈高——也就是说,兄弟姐妹或堂兄妹之间相遇并交配的概率愈频繁,近亲交配的概率愈高,族群中子代具有两套导致不孕或早夭的缺陷基因的概率也愈高。科学家已经在实验室中,借由分析果蝇与老鼠,对近交衰退进行了测定。这方面的野外数据71包括伊利诺伊州的大松鸡(Tympanuchus cupido)族群,以及芬兰的格兰维尔蛱蝶(Melitaea cinxia)。无疑,这个现象经常发生在世界各地的稀有动植物身上。根据理论,当族群内可生育的个体数低于500时,族群增长率将因近亲交配而开始降低。等到个体数降到50以下时,情况会变得相当严重,等到个体数低于10,则近亲交配这最后致命的一击很容易降临在该物种身上。

然而,近交衰退并不一定是小族群不可避免的后果。如果该物种有办法在族群数很低的情况下顺利通过发展瓶颈而存活下来的话,该生殖压力可能反而在这个过程中“清除”掉有缺陷的基因。这样的遗传净化过程,显然会发生在猎豹身上。这种优雅的非洲大猫(号称世界上跑得最快的陆地动物),之所以会濒临绝种,主要是因为幼豹存活率太低。有人研究过塞伦盖蒂(Serengeti)的一个猎豹族群,发现95%的幼豹都没办法活到能独立生活的一岁大。但是,它们并不像大家原先怀疑的,是因为遗传缺陷才长不大的。相反,它们长不大,主要是因为食物缺乏而被母亲遗弃以及被狮子和斑点鬣狗捕杀。

族群总数过低还有另一个害处。族群数若低于50,族群大小的随机波动程度会相对增大,而此一数量的上下波动,很容易便会达到数学家所谓的“吸收界限”(absorbing barrier)——也就是归零,无法返回的点。

此外,一个极小的族群,或分布非常局限的族群,也很容易因为一场风暴、水灾、大火、干旱,或其他自然灾难,而近乎立即灭绝。美国最漂亮的蝴蝶之一萧氏凤蝶(Heraclides aristodemus ponceanus),最近几乎绝种,就是这个缘故。

萧氏凤蝶原本常见于南佛罗里达以及佛罗里达岛北部,但是随着栖息地的森林被大量砍伐,这种拥有栗色与琥珀色翅膀的大型鳞翅目动物,变得愈来愈罕见。后来因为人类到处喷洒杀虫剂灭蚊,它们的数量就更少了。到了1992年,它们的身影只能在比斯坎国家公园(Biscayne National Park)以及基拉戈(Key Largo)北端的4个地方才看得见。1992年8月24日,美国近年最具毁灭性的飓风之一安德鲁飓风,横扫该地,大肆蹂躏萧氏凤蝶的5个最后栖息地,一下子便迫使萧氏凤蝶濒临绝种。72如今,佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的昆虫学家埃梅尔(Thomas Emmel),人工饲养了一小群萧氏凤蝶,算是一道预防全面绝种的单薄缓冲。

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