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東西問丨侯仲娥:為何說天山是世界冷水性生物的起源地?

東西問丨侯仲娥:為何說天山是世界冷水性生物的起源地?

2023-04-19 12:03:04 來源:中國新聞網
春日的額爾齊斯河風景如畫。阿勒泰地區融媒體中心供圖春日的額爾齊斯河風景如畫。阿勒泰地區融媒體中心供圖

  中新社烏魯木齊4月18日電 題:為何說天山是世界冷水性生物的起源地?

  ——專訪中國科學院動物研究所研究員侯仲娥

  作者 茍繼鵬

  第三次新疆綜合科學考察階段性成果此前公布,其中一項重要成果是在額爾齊斯河(以下簡稱“額河”)流域發現鉤蝦新種。研究證明鉤蝦起源于天山,也證明天山及其周邊地區是世界冷水性生物起源地。

  調查組是怎樣發現鉤蝦新物種的?鉤蝦如何走出天山起源地?天山是世界冷水性生物起源地如何證明?中國科學院動物研究所研究員侯仲娥近日接受中新社“東西問”獨家專訪,對此進行解答。

  現將訪談實錄摘要如下:

  中新社記者:鉤蝦有何獨特之處?您和團隊是怎樣在額河流域發現鉤蝦新物種的?

  侯仲娥:鉤蝦廣泛分布在溪流和湖泊中,營底棲生活,是重要的環境指示生物。鉤蝦靠鰓瓣呼吸,對水體中含氧量和化學組成要求較高,對環境變化非常敏感,一旦水質有變,將很快導致鉤蝦死亡。

  2022年第三次新疆綜合科學考察額河流域生態系統與生物多樣性調查項目,對額河流域開展了系統調查采樣,詳細測量每個采樣點的基礎水文指標和鉤蝦等水生生物多樣性數據,共收集到鉤蝦等2000余號標本。

  通過科學考察和歷史資料分析,我們發現了額河流域特有的鉤蝦新物種,將之命名為“和布克賽鉤蝦”;還摸清了新疆各流域鉤蝦的物種組成和分布特征,構建了鉤蝦資源庫和分子信息庫,發現額河流域蘊藏著豐富的冷水性生物多樣性,新物種有待進一步探索。

額爾齊斯河鉤蝦分布圖和鉤蝦新物種。受訪者供圖額爾齊斯河鉤蝦分布圖和鉤蝦新物種。受訪者供圖

  中新社記者:如何證明天山是世界冷水性生物的起源地?這對全球生物多樣性研究有何價值?

  侯仲娥:鉤蝦是高山湖泊中的優勢類群,廣泛分布在青藏高原和天山地帶的高山湖泊中,這類鉤蝦統稱湖泊鉤蝦。我們基于全球567個鉤蝦的分子數據和3180個分布數據,整合應用生物地理學和生態位模擬等方法,發現湖泊鉤蝦從天山起源后,沿著三條線路演化擴張:向西至阿爾卑斯山,向南至青藏高原,向東到達東亞北部并沿著白令陸橋到達落基山脈的高山湖泊,并拓殖到環北寒帶冰川湖中。鉤蝦走出起源地天山后,分化速率加快。

第三次新疆綜合科學考察額河流域生態系統與生物多樣性調查項目對額河流域開展系統調查采樣。受訪者供圖第三次新疆綜合科學考察額河流域生態系統與生物多樣性調查項目對額河流域開展系統調查采樣。受訪者供圖

  鉤蝦是感知氣候變化的重要水生生物,研究其物種多樣性分布格局,對深入了解氣候演化和動物對氣候變化的響應機制有重要意義,為開展生物多樣性調查和預測氣候變化背景下,喜冷生物的響應機制提供了理論依據,也為冷水資源保護提供了科學依據。

  科學界認為,全球氣候變暖將驅使物種分布向極地延伸,并遷移到高海拔地區;氣候變冷將驅使物種向赤道方向和低海拔地區移動。鉤蝦作為喜冷生物的典型代表,在氣候變冷的過程中沿著北寒帶擴散,對全球溫度變化的適應模式與上述觀點不同。這種應對氣候變化的新擴散模式,反映出氣候變化和生物多樣性的關系還有很多未解之謎。

湖泊鉤蝦全球演化格局和未來變化趨勢。受訪者供圖湖泊鉤蝦全球演化格局和未來變化趨勢。受訪者供圖

  中新社記者:鉤蝦是如何走出天山起源地的?呈現怎樣的分布規律?

  侯仲娥:年均溫是決定鉤蝦分布的關鍵因素,適生分布區在氣候較冷的時期(末次冰盛期,LGM)比氣候溫暖時期(中全新世,Mid-Holocene)大;未來氣候變暖(2070年)可能導致其在歐洲、東亞和天山分布區縮小,而在青藏高原的分布區向高海拔高緯度擴張。

  此次野外調查研究發現,高山湖泊是冷水性鉤蝦全球遷移擴展的通道,更新世氣候變冷形成大量高山湖泊或冰川湖,驅動鉤蝦多次從天山拓殖到全球高山湖泊以及環北寒帶冰川湖泊中,該研究定義這種新的分化方式為“出芽式分化”。研究還發現,未來氣候變暖將導致鉤蝦局限在更高海拔更高緯度,造成遺傳多樣性降低。

位于天山山脈的新疆賽里木湖景區內,湛藍的湖水與天一色,同遠處山峰相映成畫。張興龍 攝位于天山山脈的新疆賽里木湖景區內,湛藍的湖水與天一色,同遠處山峰相映成畫。張興龍 攝

  中新社記者:東西橫跨四國的天山,在全球生物多樣性保護方面有何重要地位?第三次新疆綜合科學考察在生物多樣性保護方面還有哪些重要成果?

  侯仲娥:天山是干旱區中的巨大水塔,是眾多河流湖泊的發源地,孕育了豐富的水生生物多樣性。天山是許多喜冷動物的起源地,由于水生動物遷移受到水系連通性的限制,分布區較窄,易受氣候環境變化影響,需要加大對溪流、湖泊等生態環境的保護。

從高空俯瞰新疆天山。確?胡熱 攝從高空俯瞰新疆天山。確?胡熱 攝

  “新疆天山”具有顯著的生物多樣性,是中亞山地殘遺物種、眾多珍稀瀕危物種、特有物種的重要棲息地,突出代表了這一區域,由暖濕植物區系,逐步被現代旱生的地中海植物區系取代的生物進化過程。第三次新疆科考階段性成果,支撐新疆生態屏障建設和生物多樣性保護取得新進展,還在天山野果林區發現2個蘚類植物新種、39個寄生性天敵昆蟲中國新記錄種。(完)

  受訪者簡介:

中國科學院動物研究所研究員侯仲娥中國科學院動物研究所研究員侯仲娥

  侯仲娥,中國科學院動物研究所研究員,甲殼動物生物地理學研究組組長。從事鉤蝦分類與系統學、生物地理學以及系統基因組學等研究,發現鉤蝦4新屬102新種。在Global Change Biology、PNAS、Biological Reviews、Molecular Ecology、Journal of Biogeography、Cladistics等發表論文80余篇,研究成果被引1100次。

【編輯:胡嘉琛】
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