企鵝的生存智慧——搬家
2019年06月04日10:05

  來源:中科院之聲

  步履蹣跚、憨態可掬的企鵝,是人們心目中南極的象徵,在南極生態系統中佔據重要位置。企鵝在陸地(繁殖)和海洋(捕食)之間穿梭來回,完成一代代的生命繁衍。

  磷蝦是企鵝的主要食物來源。除了捕食磷蝦,企鵝還會捕食魚類、魷魚等高營養級食物。不管是陸地繁殖地的變化還是海洋以及食物鏈的波動都會對企鵝的生存產生影響。因此,企鵝被認為是氣候變化的敏感指示生物。

捕食間隙,在冰山上休憩的阿德利企鵝
捕食間隙,在冰山上休憩的阿德利企鵝

  海冰異常、食物短缺,這都有可能導致企鵝搬家

  在全球氣候變暖的緊鑼密鼓聲中,企鵝正面臨諸多生存困境。一方面體現在其種群數量的減少上,另一方面也體現在其繁殖棲息地的分佈和變遷上,而後者在近幾年正受到國際社會越來越多的關注。

  現代生態學研究表明,海冰異常、食物短缺都會導致企鵝群體聚居地的變動和企鵝部落長距離的遷徙、衰落甚至消亡。近幾十年南極半島的阿德利企鵝棲息地範圍逐漸向南萎縮。同時,不時有報導指出,帝企鵝、王企鵝放棄原有棲息地,遷往別處或者消失。

廢棄阿德利企鵝棲息地
廢棄阿德利企鵝棲息地

  破譯糞便“密碼”,尋找企鵝生態興衰答案

  企鵝是怎樣應對氣候變化的呢?它們的未來命運如何?僅僅依靠過去幾十年來的氣候變化數據和在幾個地區的企鵝數量統計結果是不可能得到正確判斷的,這就需要考察企鵝的歷史。

  遺憾的是,企鵝沒有給我們留下 “文獻記錄”,也沒留下“秦磚漢瓦”,它們留下的遺蹟或遺物太少而且不容易辨認。企鵝通過從海洋中捕食,然後將海洋中獲得的元素碳、氮、磷、硫、鍶、氟等通過糞便這種形式轉移到島嶼和海岸上,再轉移到淡水湖泊沉積物中去。就這樣,實現了海陸之間、海洋生物和淡水湖泊沉積物之間大跨度的物質轉移。

  正是元素循環為我們瞭解企鵝在人類進入南極大陸之前發生的生態興衰過程提供了密碼。破譯這些密碼,我們將可能洞察那些潛伏在歷史煙雲中的企鵝的故事。

  20年前,中國科學技術大學孫立廣老師在南極長城站區阿德雷島企鵝特別保護區的湖泊中採集了一段 “3000歲”的泥芯。在這根泥芯之中,鍶、氟、硫、磷、硒、鋇、鈣、銅和鋅9種元素的丰度變化顯著相關,隨深度同步變化;且比非企鵝聚集區沉積物中的丰度高得多,表明它們是企鵝糞的標誌性元素。

  根據標型元素的濃度可以確定含糞量的相對變化,進而推定在該地區企鵝種群數量的相對變化。應用這個新的研究方法得到了企鵝種群數量的波動及其對氣候變化的響應過程。論文發表在當年的Nature上,被認為是“研究南極湖泊集水區企鵝生態變化的新穎的生物地球化學方法”,它打開了認識企鵝生態史的大門。

企鵝糞土沉積柱
企鵝糞土沉積柱

  阿德雷島上企鵝們的搬家秘密

  20年過去了,我們已經可以解說更多有關企鵝的生命故事了,可有一個現像一直困擾著我們。在過去3000年來,阿德雷島西部是一個非常明顯的企鵝聚集區。但是現在,這個湖周邊並看不到企鵝,相反該島的東北部海灘和小山丘是企鵝的主要聚居地。 是企鵝從島嶼西部‘搬家’到了東部嗎?是什麼力量驅使它們這樣折騰呢?

阿德雷島東部現代金圖企鵝聚居地
阿德雷島東部現代金圖企鵝聚居地

  通過對采自阿德雷島東部糞土沉積物進行測年和元素分析,重建阿德雷島東部歷史時期企鵝分佈和數量變化情況,並綜合分析了過去20年國內外學者對該島的各項研究。在島嶼的不同位置利用企鵝糞土沉積柱中的生物標型元素含量,重建它們各自的種群數量變化後進行對比獲得棲息地的遷移關係。

  結果表明,距今1000年前後西部企鵝聚落逐漸廢棄,到500年前後這一現像已較為普遍。相反,此時東部企鵝聚落開始出現。此次企鵝東遷與西風加強和南極環狀模(SAM)變正有關,其導致當地局域環境變化。由於島嶼西部受風更強,且分佈更多積雪,企鵝逐漸遷往阿德雷島分水嶺以東的避風地帶,得以延續至今。

過去數千年阿德雷島企鵝聚居地變遷的示意圖
過去數千年阿德雷島企鵝聚居地變遷的示意圖

  企鵝的生存智慧是在惡劣的環境中為生存而磨練出來的。面對嚴酷的自然環境,企鵝們總能選擇出一種適當的方式來面對。它們的生存智慧令人心生感動。我們希望龐大的企鵝家族會有足夠的生存智慧,來度過全球變暖的難關。

大雪過後仍欣欣向榮的阿德利企鵝“幼兒園”
大雪過後仍欣欣向榮的阿德利企鵝“幼兒園”

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽