必威在线网址 鳥獸團隊合作研究以“鳥鼠同穴”為例揭示氣候變化下的傘護種效應
全球氣候變化正在導致日益加劇的生物多樣性喪失。在以往的大尺度分析中,研究人員往往關注物種水平的變化,鮮有研究注意到種內不同種群間氣候適應能力的差異。其次,氣候變化通常會引起物種間的連鎖反應,評估同一生態係統中相互作用的物種間的綜合響應模式,有助於構建更為完善的氣候變化評估體係。因此,如何量化性地評估多物種的不同種群對氣候變化的響應模式是生物多樣性保護工作的關鍵一環。
2023年8月10日在線發表於《自然·氣候變化》的研究文章中,必威精装版app西汉姆联 的鳥獸團隊和瑞典自然曆史博物館的研究團隊將生態基因組學與生態位模擬分析結合,評估了氣候變化對青藏高原生態關鍵種-高原鼠兔(Ochotona curzoniae),以及它的兩個伴生鳥類-白腰雪雀(Montifringilla taczanowskii)與棕頸雪雀(Pyrgilauda ruficollis)不同種群的影響。通過整合氣候適應、遷徙可能性、生態位適宜性和景觀連通性,研究人員成功構建了氣候變化下種群受威脅風險的評估框架。基於該框架,進一步研究伴生物種在麵對氣候變化時是否具有相似的反應模式,並評估傘護種(umbrella species)能否有效反映受益類群的氣候變化風險(研究框架圖見圖1)。
青藏高原被稱為“地球第三極”,平均海拔超過4000米,其低溫、低氧、強紫外的自然環境孕育了獨特的生態係統和動物類群。正因為青藏高原所棲息的動物長期適應寒冷的自然環境,它們極易受到氣候變化的影響。其中,高原鼠兔被認為是青藏高原高山草甸生態係統中的基石種(keystone species),它善於挖掘洞穴,這些洞穴為眾多鳥類和蜥蜴類提供了生存繁衍的場所,包括研究對象的白腰雪雀和棕頸雪雀(圖2)。這種“鳥鼠同穴”的神奇的現象早在公元前便被古人發現,並最早記錄於《山海經》中。正因為此,三者為研究共進化類群如何采用氣候適應、擴散及其它生活史策略來適應氣候變化提供了理想的研究體係。
該研究通過生態基因研究,發現三個物種各自在全基因組上沒有明顯的遺傳分化,但不同種群對異質性氣候條件呈現局部適應。通過局部遺傳偏移量評估,發現不同種群具有氣候適應的空間差異。例如,西南區域種群的局部適應潛力最低,而東北部邊緣地區的種群適應氣候變化能力較強;通過評估未來氣候變化下的適宜性棲息地變化發現,這些物種的適宜分布區將向東北區域收縮。進而研究團隊通過將未來適宜分布區作為潛在的擴散區域,評估了種群擴散過程中氣候適應的可能性,發現西南部種群的氣候適應基因型難以維持在未來氣候環境下的生存。最後,通過景觀連通性分析,推測了導致種群遷徙的景觀障礙。綜合多物種、多模型的評估體係,提出青藏高原東北部地區可以作為未來氣候變化下的“避難地”(圖3)。
“傘護種”是生物多樣性保護中重要概念。然而,現有的傘護種是否能夠在未來氣候變化下繼續為其它物種提供保護傘效應受到了保護生物學者的普遍關注。本研究通過比較三種動物的氣候適應、棲息地變化、遷徙的景觀障礙等多項指標,發現三種動物具有相似的氣候變化易危性格局(圖4),暗示了基石種(高原鼠兔)可作為傘護種反映受益類群(雪雀)的氣候變化易危性,從而驗證了其傘護種的生態地位,為生物多樣性保護工作提供了新思路。
該研究結果以“Alpine burrow-sharing mammals and birds show similar population-level climate change risks”的研究論文在《自然·氣候變化》發表。必威精装版app西汉姆联 動物進化與係統學院重點實驗室的陳逸林博士和葛德燕研究員為共同第一作者,屈延華研究員、雷富民研究員和楊奇森研究員為共同通訊作者,宋剛副研究員、溫知新副研究員和來自西南林業大學的羅旭教授以及瑞典自然曆史博物館的Per G.P. Ericson教授參與了該項研究。該研究得到了青藏高原第二次綜合科學考察研究(2019QZKK0501,2019QZKK0402,2019QZKK0304-02),國家自然科學基金(NSFC32020103005 、NSFC32070434、NSFC32170426),新疆第三次綜合科學考察(XIKK2022xjkk0205)以及瑞典研究理事會基金(621-2017-3693)的支持。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41558-023-01772-8

圖1. 整合氣候適應、遷徙可能性、生態位適宜性和景觀連通性的氣候變化風險評估框架

圖2. “鳥鼠同穴”的高原鼠兔與雪雀具有相似的氣候適應模式。

圖3. 通過整合氣候適應、遷徙可能性、生態位適宜性和景觀連通性,研究人員構建了氣候變化下種群受威脅風險的評估框架

圖4. 三種動物呈現相似的氣候變化易危性。高原鼠兔是青藏高原高山草甸的基石種,在未來環境變化下,能夠為伴生種提供“保護傘”效應。
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