本文來(lái)源于海潮天下（Marine Biodiversity）

▲空間隔離可以導(dǎo)致基因多樣性潰敗、有害基因負(fù)荷（基因載荷）。上圖是美國(guó)佛羅里達(dá)州的美洲獅種群（The Florida panther）曾因人類(lèi)開(kāi)發(fā)和道路阻隔，長(zhǎng)期被孤立在佛羅里達(dá)南部的一小片棲息地中。盡管當(dāng)?shù)亟⒘吮Ｗo(hù)區(qū)維持其數(shù)量，但由于幾十年的完全隔離，該種群在20世紀(jì)90年代初衰退到僅剩約26只。長(zhǎng)期的近親繁殖導(dǎo)致隱性有害突變大量固定，美洲獅普遍出現(xiàn)了尾部折曲、隱睪癥（雄性繁殖力下降）以及嚴(yán)重的先天性心臟缺陷。圖源：FWS

海潮天下·導(dǎo)讀

近日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》的一篇最新研究，分析了全球4611個(gè)物種的龐大數(shù)據(jù)集，首次系統(tǒng)性地量化了人類(lèi)活動(dòng)引起的棲息地破碎化與物種基因多樣性流失之間的滯后效應(yīng)，揭示了即使在棲息地面積和種群數(shù)量完全穩(wěn)定后，物種仍會(huì)長(zhǎng)期預(yù)支未來(lái)演化適應(yīng)潛力的“隱形債務(wù)”這一重大科學(xué)事實(shí)，打破了傳統(tǒng)生態(tài)保護(hù)僅關(guān)注表面數(shù)量的固有盲區(qū)，為全球生物多樣性保護(hù)政策從“陣地防御”走向“基因流動(dòng)性維護(hù)”提供了關(guān)鍵的演化生態(tài)學(xué)理論依據(jù)。

本文約2200字，閱讀約5分鐘

文 | 朱瀟瀟

出品 | 海潮天下

劃定自然保護(hù)區(qū)是人類(lèi)最習(xí)慣的生態(tài)拯救方式。在傳統(tǒng)的認(rèn)知里，只要把鐵絲網(wǎng)拉起來(lái)，禁止砍伐、捕獵，讓某一物種的棲息地面積和種群數(shù)量穩(wěn)在現(xiàn)有水平，這個(gè)物種就算暫時(shí)安全了。這種基于表面數(shù)量和空間面積的邏輯，長(zhǎng)期以來(lái)都是評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)健康程度的核心指標(biāo)。但是，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊發(fā)表的一項(xiàng)最新演化生態(tài)學(xué)研究，打破了這種樂(lè)觀的預(yù)設(shè)。

由克里斯蒂·穆阿利姆和莫伊塞斯·埃克斯波西托-阿隆索等學(xué)者組成的研究團(tuán)隊(duì)，分析了全球陸地和絕大多數(shù)海洋區(qū)域的4611個(gè)物種。數(shù)據(jù)表明，過(guò)去50年來(lái)人類(lèi)活動(dòng)引起的種群縮減、棲息地破碎化，已經(jīng)導(dǎo)致這些物種損失了1%~13%的基因多樣性。值得警惕的是，基因多樣性的流失速度與棲息地或數(shù)量的減少并不是同步發(fā)生的，它存在著明顯的滯后性。

守住了邊界，可物種仍在走向貧瘠

這種時(shí)間差意味著，哪怕從今天起全球的棲息地面積停止縮減，種群數(shù)量也完全穩(wěn)定下來(lái)，過(guò)去半個(gè)世紀(jì)累積的負(fù)面效應(yīng)依然會(huì)像隱形的債務(wù)一樣，在未來(lái)漫長(zhǎng)的歲月里慢慢兌現(xiàn)。

該研究模型預(yù)測(cè)，在不同的未來(lái)發(fā)展情景下，即便棲息地得到了完全保護(hù)，物種平均仍將面臨6%~45%的基因多樣性跌幅。

（圖文無(wú)關(guān)）▲上圖：基于保育指標(biāo)與不同場(chǎng)景預(yù)測(cè)的全球物種基因多樣性流失評(píng)估圖。其中：A圖利用基因組數(shù)據(jù)校準(zhǔn)了29種動(dòng)植物的短期與中期基因多樣性流失預(yù)測(cè)值；B圖至E圖則基于紅皮書(shū)等指標(biāo)，展示了4611個(gè)物種在不同空間退化場(chǎng)景下的短期及中期基因多樣性流失投影。數(shù)據(jù)表明，即便在短期數(shù)量縮減停止、棲息地得到完全保護(hù)的理想狀態(tài)下（D圖），物種在中期依然面臨明顯的基因流失；而在高破碎化和高隔離的場(chǎng)景下（C圖、E圖），基因多樣性的衰退將進(jìn)一步加劇，揭示了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生物演化潛力造成的長(zhǎng)期、滯后性負(fù)面影響。論文出處：Mualim, Kristy S., et al.(2026)

把視線從個(gè)體的生死放大到整個(gè)種群的基因庫(kù)，就能理解這個(gè)現(xiàn)象。

當(dāng)一片連綿的森林被公路、農(nóng)田分割成零散的孤島時(shí)，雖然某個(gè)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)物數(shù)量可能在短期內(nèi)沒(méi)有銳減，但它們已經(jīng)失去了與遠(yuǎn)方同類(lèi)進(jìn)行基因交換的機(jī)會(huì)。近親繁殖的概率隨之增加，群體內(nèi)的基因異質(zhì)性開(kāi)始降低。隨著世代交替，那些原本能用來(lái)抵抗新流行病、適應(yīng)氣候變暖或干旱的獨(dú)特基因位點(diǎn)，會(huì)在隨機(jī)的基因漂變中永久消失。

在分子演化的時(shí)間層面上，這種消亡過(guò)程是異常緩慢的。在棲息地破壞發(fā)生的最初100年里，基因組中中性多樣性的流失往往微弱到難以察覺(jué)。而有害突變基因在種群中的累積和固定，所需要的時(shí)間更長(zhǎng)，通常在棲息地退化開(kāi)始約200年后才真正顯現(xiàn)出來(lái)。

這種時(shí)間尺度上的錯(cuò)位，很容易給當(dāng)前的生態(tài)保護(hù)工作帶來(lái)盲區(qū)。現(xiàn)在看起來(lái)依然繁衍興旺的某個(gè)物種，其基因庫(kù)內(nèi)部可能已經(jīng)千瘡百孔，正在預(yù)支著未來(lái)的適應(yīng)能力。

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（圖文無(wú)關(guān)）▲上圖：英國(guó)北威爾士地區(qū)的城鎮(zhèn)化開(kāi)發(fā)和A55公路建設(shè)，將大冠歐螈原本賴以生存的池塘生態(tài)系統(tǒng)切割得支離破碎。英國(guó)林業(yè)研究局通過(guò)構(gòu)建功能性棲息地網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)，雖然許多采石場(chǎng)池塘和居民花園內(nèi)的大冠歐螈數(shù)量在短期內(nèi)得以維持，但池塘之間的物理距離以及中間的高硬化地面極大超出了這種蠑螈的遷移能力。這種長(zhǎng)期的空間孤立使絕大多數(shù)殘留池塘內(nèi)的大冠歐螈成為了遺傳學(xué)上的“孤島”，其種群內(nèi)部的基因漂變速度正在加快，對(duì)其未來(lái)抵抗特定兩棲類(lèi)流行病的能力構(gòu)成了致命威脅。上圖是英國(guó)大冠歐螈（Great crested newt）。攝影：Rainer Theuer

莫被種群數(shù)量增長(zhǎng)的“一面之榮”給騙了

這種基因?qū)用娴呢汃ぃ苯記Q定了物種面對(duì)環(huán)境劇變時(shí)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。歷史數(shù)量較小的種群，由于長(zhǎng)期缺乏足夠的基因多樣性緩沖，其基因組中往往攜帶了更大比例的有害基因負(fù)荷，在未來(lái)環(huán)境變遷中走向滅絕的風(fēng)險(xiǎn)也成倍增加。

這一發(fā)現(xiàn)重新定義了保護(hù)生物學(xué)的邊界。單純盯著紅皮書(shū)上的物種數(shù)量和地圖上的綠線遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。保護(hù)一個(gè)物種需要留住它的個(gè)體，更需要保持它內(nèi)部基因的流動(dòng)性。研究人員建議，未來(lái)的生態(tài)策略必須超越單純的“陣地防御”，更加注重棲息地之間的生態(tài)廊道建設(shè)，或者在必要時(shí)人工輔助、來(lái)促進(jìn)不同孤立種群間的基因交流。若忽視了基因庫(kù)的衰退，那么花費(fèi)巨大代價(jià)守住的可能只是一具失去演化武器、難以面對(duì)未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的空殼。

本文參考資料
K.S. Mualim,J.P. Spence,C. Wei?,O. Selmoni,M. Lin, & M. Exposito-Alonso, Large future genetic diversity losses are predicted from conservation indicators even with habitat protection, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (13) e2514371123, https://doi.org/10.1073/pnas.2514371123 (2026).
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2514371123
https://www.fws.gov/species/florida-panther-puma-concolor-coryi

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資訊源 | Mualim, Kristy S., et al.(2026)
文 | 朱瀟瀟
指導(dǎo)老師 | 海潮君
排版 | 盧曉雨
時(shí)間 | 2026年5月
聯(lián)系小編 | editor@oceanbiodiversity.cn

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