又產(chǎn)蛋又產(chǎn)奶的“可達(dá)鴨”，被大壩擋住了去路

鴨嘴獸大概是最奇特的動(dòng)物之一，它們是少有的卵生哺乳動(dòng)物，長(zhǎng)著鴨子一般的腳蹼和嘴巴，卻有一條和河貍一樣的扁尾巴。也難怪最初見(jiàn)到鴨嘴獸標(biāo)本的科學(xué)家，會(huì)懷疑這個(gè)“縫合怪”是人為惡作劇的產(chǎn)物。

然而，這些可愛(ài)的小怪物們，不僅因?yàn)闅夂蜃兓任C(jī)而數(shù)量下降，現(xiàn)在還有了一個(gè)新的“敵人”——大壩。

繪制于1799年的歷史上第一張鴨嘴獸科學(xué)繪畫(huà)，好像拉長(zhǎng)了的可達(dá)鴨?。麱rederick Polydore Nodder

神奇的鴨嘴獸，已是“近?！蔽锓N

鴨嘴獸生活在澳大利亞大陸，早在2500萬(wàn)年前就已經(jīng)出現(xiàn)在地球上了，是鴨嘴獸科現(xiàn)存唯一的一個(gè)物種。

鴨嘴獸有著許多與現(xiàn)存其他哺乳動(dòng)物不同的特征，例如它們沒(méi)有演化出乳房和乳頭，只能像“流汗”一樣通過(guò)乳腺泌乳。而且，鴨嘴獸繁殖后代的方式是卵生，側(cè)面證明了哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物之間的演化關(guān)系，可以說(shuō)是“活化石”。有奶又有蛋，一只鴨嘴獸自己就可以做蛋撻（誤）。

剛剛破殼而出的鴨嘴獸幼崽 | Smithsonian Channel / Youtube

鴨嘴獸的奇特之處遠(yuǎn)不止如此。它們有10條性染色體，是大部分哺乳動(dòng)物的5倍之多。雄性鴨嘴獸的后腿上長(zhǎng)了一根有毒的尖刺，在爭(zhēng)奪領(lǐng)地或配偶時(shí)可以釋放毒液，攻擊對(duì)手。它們的嘴巴上還布滿靈敏的電流感應(yīng)器，捕食時(shí)，可以通過(guò)獵物發(fā)出的生物電場(chǎng)來(lái)準(zhǔn)確定位。而在紫外線的照射下，它們的皮毛甚至可以發(fā)出熒光。

同一只鴨嘴獸標(biāo)本分別在可見(jiàn)光和紫外線照射下的照片，上排為背部，下排為腹部：在紫外線下，鴨嘴獸發(fā)出了熒光｜參考資料[2]

然而，自歐洲人在兩個(gè)多世紀(jì)前定居澳大利亞以來(lái)，鴨嘴獸的數(shù)量已經(jīng)下降了50%。導(dǎo)致鴨嘴獸數(shù)量下降的原因有很多——最初，人們因?qū)?dòng)物皮毛的需求而獵殺它們；隨著氣候變化，越來(lái)越頻繁的極端天氣如干旱、火災(zāi)也直接威脅著鴨嘴獸的生存；環(huán)境污染、棲息地減少、入侵物種捕食、被漁民誤捕等因素，也讓它們變得岌岌可危。在國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟紅色名錄上，鴨嘴獸被列為“近危”物種。

而近日，發(fā)表于《通訊-生物》的一項(xiàng)研究表明，人類修建的大壩也嚴(yán)重威脅著鴨嘴獸的生存。

被大壩阻攔的族群，基因無(wú)法流動(dòng)

為什么大壩會(huì)影響鴨嘴獸的生存呢？難道這些小可愛(ài)們會(huì)迷迷糊糊地自己跑去撞墻嗎？事實(shí)上，大壩對(duì)鴨嘴獸的影響并不是在個(gè)體層面，而是影響了群體的移動(dòng)，進(jìn)而影響整個(gè)族群的生存。

鴨嘴獸的特點(diǎn)之一，就是有著和鴨子類似的腳蹼。在沒(méi)有大壩的情況下，它們可以用腳蹼自由地在河流上下游之間活動(dòng)。用這對(duì)看著有些笨拙的腳蹼，鴨嘴獸甚至可以翻過(guò)高達(dá)十米的堤壩。然而，澳大利亞的主要大壩的高度都超過(guò)了10米，這些踩著腳蹼的小動(dòng)物們能不能翻越它們，一直是個(gè)謎。

鴨嘴獸的分布范圍（黃色部分）與主要大壩（紅點(diǎn)），此次的研究則在棕色框范圍內(nèi)｜參考先問(wèn)[1]

為了回答這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們選擇了澳大利亞的9條河流，提取了它們附近274只鴨嘴獸的DNA，并對(duì)每一條河流上下游的鴨嘴獸基因組成進(jìn)行了對(duì)比。

如果鴨嘴獸可以自由地活動(dòng)，上下游的種群基因就可以通過(guò)交配而流動(dòng)、交換，基因組成不會(huì)有什么區(qū)別。反之，如果它們不能自由活動(dòng)，上下游的鴨嘴獸便只能分別進(jìn)行內(nèi)部繁殖，基因也無(wú)法自由流動(dòng)，久而久之，一些基因突變就會(huì)在單個(gè)族群內(nèi)積累，最終讓上下游的鴨嘴獸種群出現(xiàn)明顯的基因差異。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有大壩的情況下，分布于上下游的鴨嘴獸，基因并沒(méi)有很大的差別；但如果有了大壩，它們的基因差別是前者的4～20倍之高。這證明大壩的確會(huì)阻止鴨嘴獸的移動(dòng)，還影響了不同種群的基因組成。

這雙鴨子一樣的蹼，無(wú)法讓它們游過(guò)超過(guò)10米的大壩｜Field Museum / flickr

這種對(duì)基因交流的阻斷，看似沒(méi)有直接危害到鴨嘴獸的生命，將來(lái)卻會(huì)導(dǎo)致鴨嘴獸的數(shù)量減少。

困在破碎的棲息地里，難以應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)

鴨嘴獸的數(shù)量之所以會(huì)因此減少，原因之一是遺傳學(xué)上的“近交衰退”現(xiàn)象，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是種群內(nèi)部的近親繁殖導(dǎo)致種群的適應(yīng)度下降。

近親繁殖的時(shí)候，父母雙方的基因組相似，一些隱性性狀便更有可能出現(xiàn)在后代身上；當(dāng)這些隱性性狀不利于個(gè)體的生存時(shí)，種群內(nèi)部的動(dòng)物對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性就會(huì)降低，數(shù)量也會(huì)減少。

基因組成單一的種群，應(yīng)對(duì)災(zāi)難性事件的抵抗力也會(huì)降低。如果種群內(nèi)部的基因組成復(fù)雜多樣，當(dāng)隨機(jī)的災(zāi)難來(lái)臨時(shí)，種群內(nèi)的一些動(dòng)物個(gè)體可能會(huì)因自己獨(dú)特的性狀而存活，讓整個(gè)種群得以存續(xù)。而如果種族內(nèi)部的基因組成單一，災(zāi)難來(lái)臨時(shí)，這個(gè)種族可能就被“團(tuán)滅”了。

鴨嘴獸幼崽。如果被大壩困住，鴨嘴獸就會(huì)出現(xiàn)近親繁殖，后代對(duì)環(huán)境的適應(yīng)度可能會(huì)下降｜c(diǎn)loudfront.net

大壩的存在還會(huì)限制鴨嘴獸們尋找新的棲息地。在沒(méi)有大壩的環(huán)境里，如果環(huán)境變得不適宜居住，鴨嘴獸可以沿著河流自由地遷徙到新的地方。但是，大壩的存在限制了這樣的遷徙，繼而加劇了自然災(zāi)害對(duì)鴨嘴獸的威脅。

這種情況其實(shí)與許多瀕危物種面臨的“棲息地破碎化”相似。切斷鴨嘴獸棲息地的是大壩，切斷其他動(dòng)物的家園的，可能是人類修建的公路，或是不適宜生存的人工林等。最終，各個(gè)種群只能被困在碎片化的棲息地里，無(wú)法進(jìn)行基因交流，也無(wú)法找尋更好的棲息地。

自然環(huán)境中的鴨嘴獸｜Klaus / Wikimedia Commons

幸運(yùn)的是，鴨嘴獸的困境尚未到無(wú)法挽救的地步。

雖然鴨嘴獸自己不能跨越高高的堤壩，但是人們可以幫助它們，這則研究的作者就提出了兩種解決方案：一方面，人類可以在堤壩附近建立分流或旁路，讓鴨嘴獸們有路可走；另一方面，人類也可以幫助鴨嘴獸進(jìn)行基因交換，把一個(gè)種群的鴨嘴獸送到另一個(gè)種群中，增加種群的基因多樣性。每一代動(dòng)物里，只需要有一個(gè)外來(lái)的個(gè)體，就可以將種族隔離的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

當(dāng)然，更好的方式是從根本上避免這些問(wèn)題的發(fā)生，比如不要再在鴨嘴獸的棲息地附近建立新的大壩。

畢竟，鴨嘴獸如此獨(dú)特，我們經(jīng)不起它們的消失。

此次研究中的鴨嘴獸｜Twitter：@UNSW

參考文獻(xiàn)

[1] Mijangos, J.L., Bino, G., Hawke, T. et al. Fragmentation by major dams and implications for the future viability of platypus populations. Commun Biol 5, 1127 (2022). https://doi.org/10.1038/s42003-022-04038-9

[2] Anich, P. S., Anthony, S., Carlson, M., Gunnelson, A., Kohler, A. M., Martin, J. G., & Olson, E. R. (2020). Biofluorescence in the platypus (Ornithorhynchus anatinus). Mammalia, 1(ahead-of-print).

[3] Australia's 'irreplaceable' platypus threatened by dams: study. https://phys.org/news/2022-11-australia-irreplaceable-platypus-threatened.html

作者：Hazel

編輯：麥麥

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