海生

物種面臨挑戰(zhàn)

我們在電視上都看到過北極熊被困在浮冰上不知所措的畫面。氣候變暖所導致的棲息地破壞，正給像北極熊這樣的許多物種帶來滅頂之災。

但是，請把你的關切分出一些來給另一些物種吧，它們所面臨的生存挑戰(zhàn)似乎更嚴峻呢。因為它們遭受破壞的，不僅有棲息地，還有性別平衡。

此話怎講？

我們都知道，有些動物的性別是由出生時的環(huán)境溫度決定的。這一群體包括了從鱷魚、海龜到魚類的很多古老物種。溫度升高會使它們趨于生下單一性別的后代。長此以往，似乎會驅使它們走上滅絕的道路。

但奇怪的事實是，這些物種在過去也經歷過多次全球變暖，而它們都幸存了下來。這就把科學家搞懵了。它們是如何做到這一點的？目前的氣候變暖與它們之前的經歷在多大程度上不同？我們需要為它們的生存擔憂嗎？

這些問題亟待科學家們去回答。

有些物種環(huán)境溫度“一決雌雄”

為什么氣候變暖會造成動物的性別失衡呢？

對于許多動物，性別是由遺傳自父母的性染色體決定的。例如，在人類和其他哺乳動物中，大多數雌性擁有兩條X染色體，雄性有一條X染色體和一條Y染色體。對于這些動物，氣候變暖對性別的影響不會太大。

但一些魚類和許多爬行動物，包括鱷魚和海龜，它們雖然也有性染色體，但胎兒的性別是受環(huán)境溫度調控的，環(huán)境溫度“一決雌雄”。在爬行動物中，決定雌雄的時間是在卵孵化期間;在魚類中，是在卵孵化之后的幼蟲階段。在這些時間段，環(huán)境溫度決定了它們是雌是雄。比如海龜，如果在高于26℃的溫度下孵化，通常會生下雌性后代。

現有大量證據表明，全球變暖正導致這些動物的性別越來越失衡。大多數情況是雌性過剩，雄性不足。研究證實，在最近幾年里，海龜中出現了大量以雌性為主的種群。這種情況正日趨嚴重，預計到2100年，在海龜種群中，雌性比例將從目前的52%上升到76%～93%。

這聽起來似乎是災難性的。

到2100年，93%的綠毛海龜將是雌性的。

羅非魚在溫度更高的水里會生育更多的雄性。

雌性過多有益處

對于深受氣溫變化影響的動物，它們能逃過這場劫難嗎？

但實際情況卻讓我們有理由樂觀地相信，雌性占優(yōu)勢的群體不會導致滅絕。事實上，制約種群規(guī)模的是雌性而不是雄性的數量。只要有足夠多的雄性服務于整個雌性群體，雌性數量過多實際上是有益的。

以狗為例。母狗一年可懷胎兩次，假設平均每胎生5仔?，F有三群狗，總數都是10只。第一群9只母狗1只雄狗;第二群5只母狗5只雄狗;第三群1只母狗9只雄狗。一年之后，第一群數量增至100只;第二群增至60只;第三群增至20只。由此可見，與雌雄平衡的群體相比，雌性占優(yōu)勢的群體往往具有更高的生殖產出，更容易讓種群規(guī)模激增。

為此，一些研究者甚至認為，這解釋了為什么性別依賴溫度的物種在自然界中如此普遍。當其他物種難以適應不斷變化的環(huán)境時，那些進化出這種機制的物種可能具有更大的生存優(yōu)勢。

性別失衡可以自我糾偏

這樣一種生育機制還有另一個好處：它本身就有自我糾偏的功能。以鱷魚為例，其孵化溫度偏低或偏高，都會生產雌性，只有溫度適宜時才生產雄性。但對于何者為適宜溫度，卻因個體而異。對于鱷魚甲，孵化雄性的適宜溫度是25℃～29℃，對于鱷魚乙，卻是27℃～32℃，如此等等。這種個體之間的差異，是由個體的基因決定的。

現在不妨來設想一下：在一個特別暖和的年份，只有少數攜帶適宜溫度偏高的基因的胚胎，才會孵化為雄性。它們一旦發(fā)育成熟，這些少數的雄性可能會與多個雌性交配，使后代更可能攜帶適宜溫度偏高的基因，這些基因有利于在更高溫度下生育雄性。通過這種方式，種群中的雄性比例就會漸漸恢復。

這種自我糾偏的機制，再加上讓種群規(guī)模激增的能力，可以解釋為什么在更高溫度下生育更多雌性的物種（如前述的鱷魚、海龜和魚類），在過去經受了氣候變暖的考驗。

人類在氣溫高的情況下，更傾向于生育女性，不過這是一種不同的機制在起作用。

讓性別不再決定于溫度

對于全球變暖導致雌性過剩的動物來說，氣候變暖對它們的種群發(fā)展影響不大。但對另一類物種則構成了很大的威脅——那些環(huán)境溫度越高，生下的雌性越少，雄性越多的物種，這對它們就有可能是滅頂之災，包括商業(yè)上有重要價值的鱸魚、羅非魚和茴魚。據估計，只要氣溫上升1℃～2℃（這是對本世紀末海洋溫度上升的最保守預測），它們中雌雄比例可能會從1：1變?yōu)?：3。

這些物種都有決定性別的性染色體，但它們的性別同時又受溫度的調控，而且溫度通常會凌駕于這些遺傳指令之上。比如說，本來是雌性的羅非魚，在更溫暖的水域成長時，就能將自己轉變成雄性。

那么，隨著全球氣溫持續(xù)上升，這類物種的命運如何？

不可否認，滅絕的可能性是極大的。然而，科學家發(fā)現，這類物種的危機中也隱藏著一條出路，這條出路似乎在過去已被多次使用過。

根據科學家的模型，雌性的長期缺乏最終可能導致它們進化出一種本領，即它們的基因發(fā)生突變，進化出性別不再對環(huán)境溫度敏感的特征。如此一來，性別就僅取決于性染色體了。

鳥類就是這樣一個典型例子。它們的祖先最初性別也是依賴于溫度的，但后來進化出不依賴溫度的生育方式，以此來擺脫即將到來的滅頂之災。這可能是1.5億年前化石記錄中鳥類數量增加的原因之一。同時，一些研究人員認為，絕大多數恐龍沒進化出這種機制，可能對它們的滅絕起到了推波助瀾的作用。因為我們知道，雖然恐龍滅絕的根本原因是小行星撞擊，但直接原因卻是撞擊所導致的氣候巨變——在氣候發(fā)生劇烈變化的時候，還讓生育方式依賴于外界溫度，那是很危險的。所以，鳥類是它們當中唯一存活至今的后代。

氣候變暖日趨嚴峻

不論自我糾偏也罷，進化出不受氣溫影響的基因也罷，要讓這些機制發(fā)揮作用，前提是氣候變化的速度不能太快，譬如，進化出一個好基因之后，要讓它傳播開去，至少得讓這個基因的攜帶者活到性成熟期;要是環(huán)境變化太快，攜帶者沒活到成熟期就死了，那這個好基因就不能發(fā)揮作用。

不幸的是，有跡象表明，與過去的氣候變暖事件相比，現在氣候變暖的速度太快了。在這種情況下，爬行動物尤其面臨著巨大的風險，因為它們的代際跨度很長，例如紅海龜需要30年才能達到性成熟，這意味著它們無法足夠快地適應環(huán)境。最近一項研究預測，在未來幾十年內，許多海龜種群將幾乎全是雌性。

更為嚴峻的是，這次氣候變暖已使許多物種全失去了它們連接成片的棲息地。過去，它們可以通過遷徙來躲避不適宜的氣候，現在已經沒這個條件。此外，棲息地的破壞會縮小種群規(guī)模，從而限制適應能力。因為在更大的群體中，發(fā)生基因變異的可能性要大得多。種群規(guī)?？s小，意味著讓進化發(fā)揮作用的舞臺縮小了。這一切也是我們現在需要采取行動限制氣候變化和環(huán)境退化的另一個重要原因。