企鹅的生存智慧——搬家

来源:新浪科技发布时间:2019-06-04

物竞天择,适者生存

步履蹒跚、憨态可掬的企鹅,是人们心目中南极的象征,在南极生态系统中占据重要位置。企鹅在陆地(繁殖)和海洋(捕食)之间穿梭来回,完成一代代的生命繁衍。

磷虾是企鹅的主要食物来源。除了捕食磷虾,企鹅还会捕食鱼类、鱿鱼等高营养级食物。不管是陆地繁殖地的变化还是海洋以及食物链的波动都会对企鹅的生存产生影响。因此,企鹅被认为是气候变化的敏感指示生物。

企鹅的生存智慧——搬家

捕食间隙,在冰山上休憩的阿德利企鹅

海冰异常、食物短缺,这都有可能导致企鹅搬家

在全球气候变暖的紧锣密鼓声中,企鹅正面临诸多生存困境。一方面体现在其种群数量的减少上,另一方面也体现在其繁殖栖息地的分布和变迁上,而后者在近几年正受到国际社会越来越多的关注。

现代生态学研究表明,海冰异常、食物短缺都会导致企鹅群体聚居地的变动和企鹅部落长距离的迁徙、衰落甚至消亡。近几十年南极半岛的阿德利企鹅栖息地范围逐渐向南萎缩。同时,不时有报道指出,帝企鹅、王企鹅放弃原有栖息地,迁往别处或者消失。

企鹅的生存智慧——搬家

废弃阿德利企鹅栖息地

破译粪便“密码”,寻找企鹅生态兴衰答案

企鹅是怎样应对气候变化的呢?它们的未来命运如何?仅仅依靠过去几十年来的气候变化数据和在几个地区的企鹅数量统计结果是不可能得到正确判断的,这就需要考察企鹅的历史。

遗憾的是,企鹅没有给我们留下 “文献记录”,也没留下“秦砖汉瓦”,它们留下的遗迹或遗物太少而且不容易辨认。企鹅通过从海洋中捕食,然后将海洋中获得的元素碳、氮、磷、硫、锶、氟等通过粪便这种形式转移到岛屿和海岸上,再转移到淡水湖泊沉积物中去。就这样,实现了海陆之间、海洋生物和淡水湖泊沉积物之间大跨度的物质转移。

正是元素循环为我们了解企鹅在人类进入南极大陆之前发生的生态兴衰过程提供了密码。破译这些密码,我们将可能洞察那些潜伏在历史烟云中的企鹅的故事。

20年前,中国科学技术大学孙立广老师在南极长城站区阿德雷岛企鹅特别保护区的湖泊中采集了一段 “3000岁”的泥芯。在这根泥芯之中,锶、氟、硫、磷、硒、钡、钙、铜和锌9种元素的丰度变化显著相关,随深度同步变化;且比非企鹅聚集区沉积物中的丰度高得多,表明它们是企鹅粪的标志性元素。

根据标型元素的浓度可以确定含粪量的相对变化,进而推定在该地区企鹅种群数量的相对变化。应用这个新的研究方法得到了企鹅种群数量的波动及其对气候变化的响应过程。论文发表在当年的Nature上,被认为是“研究南极湖泊集水区企鹅生态变化的新颖的生物地球化学方法”,它打开了认识企鹅生态史的大门。

企鹅的生存智慧——搬家

企鹅粪土沉积柱

阿德雷岛上企鹅们的搬家秘密

20年过去了,我们已经可以解说更多有关企鹅的生命故事了,可有一个现象一直困扰着我们。在过去3000年来,阿德雷岛西部是一个非常明显的企鹅聚集区。但是现在,这个湖周边并看不到企鹅,相反该岛的东北部海滩和小山丘是企鹅的主要聚居地。 是企鹅从岛屿西部‘搬家’到了东部吗?是什么力量驱使它们这样折腾呢?

企鹅的生存智慧——搬家

阿德雷岛东部现代金图企鹅聚居地

通过对采自阿德雷岛东部粪土沉积物进行测年和元素分析,重建阿德雷岛东部历史时期企鹅分布和数量变化情况,并综合分析了过去20年国内外学者对该岛的各项研究。在岛屿的不同位置利用企鹅粪土沉积柱中的生物标型元素含量,重建它们各自的种群数量变化后进行对比获得栖息地的迁移关系。

结果表明,距今1000年前后西部企鹅聚落逐渐废弃,到500年前后这一现象已较为普遍。相反,此时东部企鹅聚落开始出现。此次企鹅东迁与西风加强和南极环状模(SAM)变正有关,其导致当地局域环境变化。由于岛屿西部受风更强,且分布更多积雪,企鹅逐渐迁往阿德雷岛分水岭以东的避风地带,得以延续至今。

企鹅的生存智慧——搬家

过去数千年阿德雷岛企鹅聚居地变迁的示意图

企鹅的生存智慧是在恶劣的环境中为生存而磨练出来的。面对严酷的自然环境,企鹅们总能选择出一种适当的方式来面对。它们的生存智慧令人心生感动。我们希望庞大的企鹅家族会有足够的生存智慧,来度过全球变暖的难关。

企鹅的生存智慧——搬家

大雪过后仍欣欣向荣的阿德利企鹅“幼儿园”


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