出品|網(wǎng)易科學(xué)人欄目組 翟中超

太平洋最大的綠海龜棲息地正面臨著一場(chǎng)危機(jī)，這可能是氣溫升高導(dǎo)致的。這會(huì)蔓延成全球性問(wèn)題嗎？

澳大利亞?wèn)|北部有寒暖流交匯，還有著地球上最大最長(zhǎng)的珊瑚礁群，這里有著較為豐富的養(yǎng)料，于是便成為綠海龜?shù)幕顒?dòng)場(chǎng)所。在前往筑巢區(qū)交配產(chǎn)卵之前，這些綠海龜會(huì)食用海草把自己養(yǎng)的肥肥的。但現(xiàn)在科學(xué)家們只想搞清楚：這些綠海龜哪些是雌哪些是雄？

只通過(guò)觀察外表也可以猜出海龜?shù)男詣e，但不能保證足夠準(zhǔn)確，因此研究人員就采取了一個(gè)大膽的行動(dòng)。他們站在小艇追趕著海龜，這一幕就好像職業(yè)騎牛大賽選手跨在牛背上一樣，不過(guò)前者的動(dòng)作要溫柔的多。研究員把海龜趕到海岸，然后采集DNA和血樣，再切個(gè)小口來(lái)檢查海龜?shù)男韵佟＿@里的性腺是生產(chǎn)配子（也稱(chēng)生殖細(xì)胞，即精子和卵細(xì)胞）和性激素的混合性腺。

一般來(lái)說(shuō)，雌海龜會(huì)把海龜?shù)奥裨谏匙永铮『｝數(shù)男詣e是由沙子的溫度決定的，現(xiàn)在海龜性別比出現(xiàn)變化，科學(xué)家于是猜想可能是溫度出現(xiàn)了變化。氣候變化使得空氣和海洋溫度升高，這種條件下有利于雄海龜?shù)某錾Ｑ芯咳藛T發(fā)現(xiàn)太平洋海域最大的綠海龜棲息地中雌雄比達(dá)到驚人的116比1！

“這真是太不可思議了，用感嘆號(hào)都不足以表達(dá)出不可思議的程度，”研究海龜?shù)目茖W(xué)家卡姆琳?艾倫說(shuō)道。艾倫還是位于夏威夷的國(guó)家海洋和大氣管理局（ National Oceanic and Atmospheric Administration，簡(jiǎn)稱(chēng)NOAA）的工作人員。“現(xiàn)在是幾條可憐的雄海龜就對(duì)應(yīng)著成百上千個(gè)雌海龜。我們感到很震驚！”

這項(xiàng)新研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》期刊上，作者是Allen和她的同事。該論文是暗示全球氣溫上升從而改變雌性海龜數(shù)量的最新研究。這也是迄今為止最詳細(xì)的一項(xiàng)研究，它道出了問(wèn)題的嚴(yán)重性，還提出了海龜在這種全球性風(fēng)險(xiǎn)下面臨的新問(wèn)題。除了海龜，該研究還關(guān)注到其他與棲息地溫度相關(guān)的物種，如短吻鱷、鬣蜥以及內(nèi)陸銀河魚(yú)（生存在許多河流和河口的一種重要魚(yú)類(lèi)）。

“你研究的是地球上最大的海龜種群之一，而很多人還以為情況都很樂(lè)觀，”海洋生物學(xué)家、這項(xiàng)新研究的第一作者邁克爾?詹森說(shuō)道。詹森還是美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的西南漁業(yè)科學(xué)中心的研究員，該科學(xué)中心位于加利福尼亞的拉荷亞市。

“情況比想象的還要嚴(yán)重”

澳大利亞?wèn)|部的綠海龜體重可達(dá)225千克，它們的心形龜殼直徑可達(dá)1.2米以上。綠海龜主要在兩個(gè)地方筑巢：一處是靠近布里斯班沿著大堡礁南部的一組島嶼；另一處是北部122千米處的叫做雷恩島的區(qū)域。這兩處孵化出的小海龜一開(kāi)始會(huì)在珊瑚海的淺水區(qū)活動(dòng)。綠海龜可能在珊瑚海區(qū)域待上25年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間直到換皮完成，然后它們會(huì)返回上述兩個(gè)聚集區(qū)進(jìn)行交配。綠海龜會(huì)在幾十年中多次往返于聚食區(qū)。

詹森想弄清氣候變化是否已經(jīng)實(shí)實(shí)在在對(duì)海龜?shù)男詣e變化產(chǎn)生了影響。通過(guò)遺傳學(xué)檢測(cè)技術(shù)，詹森對(duì)各個(gè)年齡段的海龜進(jìn)行追蹤調(diào)查，還可以從某個(gè)攝食區(qū)域追蹤到詳細(xì)的筑巢區(qū)。盡管如此，詹森對(duì)海龜?shù)慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還缺少一個(gè)重要的細(xì)節(jié)：海龜?shù)男詣e。因?yàn)橄胍獜耐獗砼袛嗪｝斝詣e需要等到海龜成熟之后，比如雄性成年海龜?shù)奈舶鸵晕㈤L(zhǎng)些。但這樣海龜就已長(zhǎng)到十幾歲了，時(shí)間上影響了研究，而且不便于進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比。因此科學(xué)家經(jīng)常會(huì)使用腹腔鏡技術(shù)將一個(gè)薄壁管插入動(dòng)物體內(nèi)來(lái)分辨其器官。但這樣做有失人道，而且用這種方法來(lái)檢查確定成百上千海龜?shù)男詣e也不太實(shí)用。這的確使詹森感到很棘手。

在墨西哥舉行的的一個(gè)海龜會(huì)議上，詹森偶遇了艾倫。艾倫此前是一名樹(shù)袋熊研究員。艾倫曾使用睪酮水平來(lái)追蹤樹(shù)袋熊的妊娠情況。艾倫還根據(jù)激素水平找到了分辨海洋生物性別的方法。她只需一點(diǎn)血就能搞定這個(gè)問(wèn)題。

于是詹森和艾倫找到其他幾位科學(xué)家組成了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，其中就包括澳大利亞海龜專(zhuān)家伊恩?貝爾。他們采集了大堡礁附近海龜?shù)难獦樱缓笥诌M(jìn)行了幾次腹腔鏡檢查來(lái)檢驗(yàn)艾倫方法的準(zhǔn)確度。該團(tuán)隊(duì)將結(jié)果與筑巢海灘的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較并且還檢查了不同年齡的海龜?shù)男詣e。最后的結(jié)果讓他們感到很吃驚。

“我們當(dāng)時(shí)就喊道，‘天啊!’，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)情況比我們想象的還要糟糕。”艾倫說(shuō)道。

調(diào)查結(jié)果顯示雷恩島海域近20年來(lái)幾乎只生產(chǎn)雌性海龜！這可不是件小事兒！32萬(wàn)平方米的雷恩島及其附近的珊瑚小礁是地球上最大的綠海龜棲息地之一，這里有20萬(wàn)只以上的海龜前來(lái)筑巢。在旺季時(shí)，一次就會(huì)有1.8萬(wàn)只海龜前來(lái)筑巢。而這些海龜幾乎都是雌性。

因?yàn)榭茖W(xué)家可以確定取樣海龜?shù)拇笾履挲g，于是他們有了另一個(gè)發(fā)現(xiàn)。沿著大堡礁北部的那一段，近年來(lái)不斷增加的熱量導(dǎo)致了嚴(yán)重的珊瑚白化，雌性和雄性的比例隨著時(shí)間的推移也變得更加失衡。上世紀(jì)七八十年代在此孵化出生的海龜大多數(shù)也是雌性，但當(dāng)時(shí)的雌雄比例只有6比1。

“這是一項(xiàng)具有開(kāi)創(chuàng)性的工作，”海龜專(zhuān)家、英國(guó)埃克塞特大學(xué)保護(hù)科學(xué)教授布蘭登?戈德利說(shuō)道。戈德利沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。“從研究的視野，到大堡礁的研究范圍，再到研究所使用的綜合學(xué)科研究法，使得這項(xiàng)研究具有了很高的價(jià)值。”戈德利說(shuō)道。

詹森和艾倫在南方的發(fā)現(xiàn)也同樣重要。在南部區(qū)域，海龜在布里斯班附近的南部大堡礁進(jìn)行孵化，但這里的溫度上升的不算顯著，珊瑚仍然很健康。南部大堡礁雌雄海龜數(shù)量比為2比1。

“結(jié)合一些計(jì)算模型顯示南部涼爽的海灘仍然能生產(chǎn)雄性海龜，但在更加炎熱的北部孵化出的幾乎都是雌性，”戈德利說(shuō)道。“這些發(fā)現(xiàn)清楚地說(shuō)明了一個(gè)事實(shí)，即氣候變化正在對(duì)野生生物的諸多方面產(chǎn)生著影響。”

圖注：加拉巴哥群島（位于厄瓜多爾西部）海域內(nèi)的一只海龜。想要評(píng)估地球上其他區(qū)域綠海龜?shù)男詣e比例變化還需要我們做出更多的工作。（圖/克里斯?紐伯特）

有了上述發(fā)現(xiàn)，我們就會(huì)提出兩個(gè)問(wèn)題，一是這種現(xiàn)象究竟有多普遍？二是這種現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生什么后果？

“溫度變化之快難以想象”

就目前來(lái)講，沒(méi)人能清楚準(zhǔn)確地回答上面的兩個(gè)問(wèn)題。

因?yàn)樾坌院｝斀?jīng)常與不止一只雌性進(jìn)行交配，因此雄龜通常交配會(huì)更頻繁，如果性別比出現(xiàn)輕微的差異可能還是有益的。最近科學(xué)家對(duì)世界上75處海龜棲息地的觀察顯示雌雄比大概為3比1。事實(shí)上，有些種類(lèi)的海龜在1個(gè)世紀(jì)以前就是雄海龜少于雌海龜。不過(guò)，問(wèn)題是：雌雄比有了什么變化？這種變化的幅度有多大？

海龜大概已經(jīng)有1億年的歷史了，在這期間地球的氣溫有升高已有降低。還有，經(jīng)過(guò)幾十年的捕獵、偷獵、污染、疾病、人類(lèi)發(fā)展、棲息地消失以及兼捕漁獲物，曾經(jīng)呈下降趨勢(shì)的許多種群近年來(lái)在全球范圍內(nèi)有的竟顯示出改善的跡象。

“但是現(xiàn)在溫度變化速度之快令人難以想象。進(jìn)化需要好幾代來(lái)適應(yīng)，但現(xiàn)在的問(wèn)題是，這些動(dòng)物的壽命有50年甚至更長(zhǎng)些，而情況在一代之中就已發(fā)生了變化。”詹森說(shuō)道。這樣一來(lái)，動(dòng)物的適應(yīng)力無(wú)疑就面臨著巨大挑戰(zhàn)。

就拿雷恩島來(lái)說(shuō)，海平面上升淹沒(méi)了巢穴、浸沒(méi)了龜?shù)啊：┣治g正在形成小型峭壁，一旦海龜從高處掉下背部著地，那么它們就可能死去，因?yàn)楹｝敍](méi)辦法自己翻身。為了改善海龜?shù)纳鏍顩r，澳大利亞當(dāng)局正在花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元來(lái)恢復(fù)島嶼的生態(tài)。

盡管如此，科學(xué)家預(yù)測(cè)至少35年，所有7個(gè)海龜物種的性別平衡都會(huì)非常容易受到氣候變化的影響。這7個(gè)海龜物種包括綠海龜、?龜（也稱(chēng)紅海龜）、棱皮龜、玳瑁（也稱(chēng)鷹嘴海龜）、平背龜、欖?龜（也稱(chēng)麗龜）、肯氏龜（也稱(chēng)大西洋麗龜）。爬行動(dòng)物對(duì)溫度很敏感，在很多地方，只要溫度升高幾攝氏度產(chǎn)生的后代就都成了雌性。這可能會(huì)毀掉整個(gè)種群。如果溫度上升的太高，事情就會(huì)變得更糟，毫不夸張的說(shuō)，龜?shù)翱赡茉诔惭ㄖ幸驯恢笫欤?/p>

在這項(xiàng)最新研究之前，大部分研究表示不到21世紀(jì)晚期，即使雌性海龜過(guò)多也不會(huì)產(chǎn)生多大威脅。而且此前的研究也沒(méi)對(duì)當(dāng)時(shí)正在發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的情況作出足夠的調(diào)查。在兩年前對(duì)圣地亞哥（美國(guó)加州港口城市）一小群綠海龜?shù)囊豁?xiàng)研究中，Allen發(fā)現(xiàn)65%是雌性海龜，但是幼龜中這一比例上升到78%。與此同時(shí)，哥斯達(dá)黎加的一些棱皮龜和佛羅里達(dá)及其他某些地方如非洲西部的一部分紅海龜中的雌雄數(shù)量比正在變大。但這些此前的研究所涉及的總體規(guī)模無(wú)法和詹森與艾倫的最新研究相提并論。

盡管如此，想要確定雄性數(shù)量何時(shí)會(huì)降得過(guò)低也很困難。不同區(qū)域、不同種類(lèi)也會(huì)有不同的答案。此外，決定性別的溫度因素本身就會(huì)受到當(dāng)?shù)厍闆r的影響。位于印度洋中部、馬爾代夫南方的英屬印度洋領(lǐng)地查戈斯群島是個(gè)特例，這里有著較強(qiáng)的降雨，沿海樹(shù)木也能遮陽(yáng)，還有狹窄的海灘使得玳瑁只能選擇離海較近的地方筑巢，這許多因素使得溫度不會(huì)太高，海龜雌雄比也就維持了正常比例。科學(xué)家警告稱(chēng)加勒比海附近的海龜因伐木而面臨著風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闃?shù)木原本可以為沙灘上的海龜提供陰涼，樹(shù)木沒(méi)了溫度也就高了，原本可以孵化出雄性結(jié)果就產(chǎn)生了更多雌性。

圖注：巴布亞新幾內(nèi)亞附近海域的一只玳瑁海龜。（圖/大衛(wèi)?杜比勒）

圖注：一只棱皮龜正在加納艾達(dá)福阿某處海灘上筑巢。（圖/法蘭斯?蘭亭）

圖注：一只剛孵化出的小玳瑁海龜安全地進(jìn)入了古巴王后國(guó)家公園的水域。（圖/大衛(wèi)?杜比勒）

圖注：一只玳瑁海龜，它的周?chē)h(huán)繞著一群小魚(yú)。（圖/吉姆?阿伯內(nèi)西）

海灘上正在破殼而出的一只小海龜。（圖/詹森?愛(ài)德華茲）

圖注：一只在淺水游泳的海龜。（圖/托馬斯?佩斯查特）

圖注：一只剛剛孵化出的綠海龜正在向海洋前進(jìn)。（圖/諾伯特?吳）

圖注：巴布亞新幾內(nèi)亞海域的一只玳瑁海龜，它應(yīng)該是在看攝相鏡頭。（圖/大衛(wèi)?杜比勒）

圖注：一只緊貼著水面游泳的幼小的紅海龜。（圖/吉姆?阿伯內(nèi)西）

圖注：退潮期間，一只趴在在馬來(lái)西亞西巴丹島海域某處珊瑚暗礁上的綠海龜。（圖/毛利西奧?漢德勒）

圖注：一只筑完巢穴的棱皮龜正在返回海洋。（圖/法蘭斯?蘭亭）

圖注：菲尼克斯群島附近的一只綠海龜游過(guò)一群珊瑚。（圖/布萊恩?斯凱瑞）

圖注：一只極度瀕危的肯氏龜?shù)孽霠钭悴康谋趁妗＃▓D/喬爾?薩托）

“真正可怕的事”

所有這些都使得大堡礁的研究更加引人注目，海龜科學(xué)家尼古拉斯?皮爾策這樣說(shuō)道。皮爾策沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。大多數(shù)海灘并沒(méi)有陰涼，所以氣候和性別比例之間的關(guān)系就更清楚了。可能有數(shù)十萬(wàn)海龜會(huì)受到影響。如此失調(diào)的比例，如此重要的地區(qū)竟然沒(méi)引起人類(lèi)進(jìn)行充分的研究，部分原因可能是直到現(xiàn)在我們也不知道如何著手。

“這件事情的獨(dú)特之處在于，雷恩島種群如此之巨，那么其潛在損失的影響將會(huì)非常大。論文作者們回溯調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示在此前一些時(shí)期海龜?shù)男詣e比例還是比較正常的。”皮爾策說(shuō)道。

艾倫擔(dān)心的是地球上全部的海龜都像她研究的那樣出現(xiàn)了性別比失調(diào)。艾倫和詹森計(jì)劃繼續(xù)利用他們的技術(shù)對(duì)更多的海龜棲息地展開(kāi)研究。現(xiàn)在，他們已經(jīng)收集了關(guān)島、夏威夷島和塞班島海龜?shù)臉颖尽?/p>

“北部大堡礁海域是世界上最大的海龜棲息地，這里的海龜種類(lèi)也很豐富，”艾倫說(shuō)道。“性別比如此失調(diào)已經(jīng)夠可怕了，但更可怕的是整個(gè)海龜種群的數(shù)量也已經(jīng)非常少了！”