一项新研究显示,因城市化而被隔离的澳大利亚西部虎蛇种群遗传多样性降低,近亲繁殖风险也更高。
遗传多样性降低可能影响蛇适应由开发、污染和气候变化引发的变化的能力。
蛇被视为“生物指示物”,这意味着它们的健康状况反映了其栖息生态系统的整体健康状况。
生态系统管理与修复有助于减少城市湿地遗传多样性的丧失。
城市化是否会让某些动物更难适应气候危机?
去年发表在《PLOS ONE》期刊上的一项研究发现,西部虎蛇(Notechis scutatus occidentalis)种群中,因珀斯及其周边地区的城市化而与其他种群隔绝最严重的那些,遗传多样性较低,因此近亲繁殖风险更高。
“如果因城市化而被隔离的虎蛇种群遗传多样性较低,它们可能会失去适应能力,无法在因开发、污染和气候变化而不断变化的环境中生存,”该研究的主要作者、科廷大学博士生Damian Lettoof在一份新闻稿中说。
城市蛇类遗传多样性较低
早在摩天大楼拔地而起之前,后来成为澳大利亚珀斯的这片土地以长满林木的沙丘和湿地为主。湿地在春雨来临时形成,夏季则会干涸。随着季节更替,虎蛇会在这些湿地之间游移;沼泽干涸时,它们便追逐水源。
然而,从1850年开始,人类逐步开发这一地区用于农业和城市建设,70%的湿地消失了。剩余的虎蛇在水位稳定的湖泊和河岸周围找到栖身之所,但随着时间推移,它们也因此彼此隔绝。
尽管经历了这一切变化,虎蛇仍然存续下来。它们被国际自然保护联盟濒危物种红色名录列为“无危”物种。不过,它们过去曾被认为有灭绝风险,主要原因是湿地丧失;也有一些报告称,它们在城市地区的数量正在减少。
“尽管迄今仍在这些破碎化的湿地栖息地中存续,它们会接触并在体内积累多种污染物,这些污染物可能导致个体健康状况变差、生存率下降,”研究作者写道。“然而,小种群规模、地理隔离和近亲繁殖效应在多大程度上影响这些城市及城市边缘种群的健康状况,尚未得到调查。”
研究作者希望回答其中一些问题。他们关注这些蛇,也因为它们被视为“生物指示物”,其健康状况反映了所栖息生态系统的整体健康状况。为此,研究人员考察了150条蛇:其中来自珀斯现存湿地中的六个西部虎蛇种群,另有一个种群来自卡纳克岛;研究人员认为,该岛上的蛇约在90年前被引入。这样一来,他们就能将城市化造成的隔离影响与真正的岛屿种群进行比较。
研究发现,差异最大的种群是卡纳克岛上被真正的海水隔离的种群。不过,研究人员还在赫兹曼湖的蛇身上发现了“令人惊讶”的结果。该湿地被城市包围得最严密。Lettoof在接受EcoWatch采访时说。
他说:“赫兹曼湖的情况相当突出;考虑到只有150年左右的时间,而且这是一个相当大的种群,我们原本不会预料到它如此独特。”
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北部与南部
研究人员还发现,流经珀斯的斯旺河/坎宁河水系两岸蛇类种群的遗传多样性存在差异。Lettoof说,包括赫兹曼湖蛇群在内的北部种群“遗传多样性比南部种群低约30%或40%”。
这可能由多种因素共同造成,包括蛇无法穿越河流,也难以在不断扩张的城市中穿行。不过,北部蛇群也生活在西部虎蛇分布范围的北缘。
Lettoof说:“河流北岸是整个虎蛇物种在北部的分布边缘,那里本身就像一座小岛。”
迄今为止,它们相对孤立的遗传状况尚未损害北部蛇群,但由于虎蛇偏好凉爽气温,这可能使它们极易受到气候危机的影响。
他警告说:“随着气候变暖,南部进一步升温,如果它们无法存续,可能会使该物种的整个分布范围损失很大一部分。”“北部的这些蛇在遗传上本来就不太能适应变化。”
城市包围更严密的种群遗传多样性不足,令人担忧的并不只是蛇本身。这也可能表明,其他无法飞行或游到别处、并且“不会想穿越城市丛林”的湿地动物也面临类似情况。Lettoof如此形容。
他说:“如果虎蛇发生了这种情况,蜥蜴可能也如此,青蛙或许也是。”
不过,研究人员还发现了一项可能有助于指导未来保护措施的结果。某一地点蛇群的有效种群大小,主要取决于栖息地的面积和质量,而非其被城市包围的程度。
研究作者写道:“这表明,生态系统管理与修复或许是遏制城市湿地遗传多样性进一步丧失的最佳方法。”

