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生物学前瞻——多样的动物生命周期
发布时间 : 2019-07-15 08:15 | 来源 : 互联网 | 阅读 : 9185

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Scientists have pinpointed the “pace” and “shape” of life as the two key elements in animal life cycles that affect how different species get by in the world. 


科学家已经将生命的“节奏”和“形状”确定为动物生命周期的两个关键因素,这两个关键因素影响不同物种在地球上的生存方式。



2019年6月9日,科学家在《自然生态学与进化论》(Nature Ecology and Evolution)上发表的研究结果来来源于对人类和海绵等121种物种的详细评估,这个研究将会对物种保护策略以及预测哪些物种将全球环境危机中生存以及灭绝产生重要影响。


生命的节奏”(Pace of life)与动物的成熟速度,预期生存时间,以及它们繁衍后代的速度有关。与此同时,“生命的形状”( Shape of life)与动物在生命周期中的繁殖或死亡有关。


该研究由牛津大学,爱尔兰国立大学戈尔韦学院,都柏林三一学院,南安普顿大学和南丹麦大学的科学家们共同合作完成。


多样的动物生命周期 

动物的生命周期各不相同。一些动物,如弗氏假鳃鳉(一种可以在14天内完成其生命周期的小鱼)能够快速生长及死亡;而其他动物,如格陵兰鲨(寿命可达 300 - 500 岁),生长速度缓慢并且寿命极长。


(the turquoise killifish 弗氏假鳃鳉,为辐鳍鱼纲鲤齿目鰕鳉亚目鰕鳉科的其中一种,为热带淡水鱼,分布于非洲津巴布韦淡水流域。)


(the Greenland shark 小头睡鲨,又名格陵兰鲨、大西洋睡鲨、灰鲨,是一种大型的鲨鱼,生活在格陵兰和冰岛周围的北大西洋海域。)


同样,死亡和繁殖在动物生命周期中的传播也有很大差异。例如,鲑鱼可以在短时间内产卵,但在它们的生命周期开始或者繁殖时死亡的可能性很高。另一方面,管鼻藿和其他一些海鸟具有更广泛的繁殖时期,但在其一生中也面临着与鲑鱼类似的死亡现象。


(Fulmars 管鼻藿是Procellariidae家族的管状海鸟。该家族由两个现存的物种和两个来自中新世的灭绝化石物种组成。Fulmars表面上看起来像海鸥,但很容易通过它们在坚硬的翅膀上飞行以及它们的管鼻来区分。它们在悬崖上繁殖,在裸露的岩石边缘或草地悬崖上铺设一个或很少两个蛋。)


人类和亚洲大象的寿命很长,直到晚年才面临相对较低的死亡风险,但由于生育期较长,因此繁殖的年龄范围非常有限。澳大利亚淡水鳄鱼有着相似生命周期,但其繁殖策略完全不同。鳄鱼的繁殖在整个生命过程中相对均匀地分布,但其中年轻物种成年和繁殖的可能性很小。


(Australian freshwater crocodile 澳洲淡水鳄是一种中小型鳄鱼,原产于澳洲。它们的体型比同是住在澳洲、性情较凶猛的湾鳄细小得多。虽然在受威胁之下会袭击人类,但它们并没有强大的咬合力以咬死人类。)


关于生命周期的谜题 


为什么动物生命周期变化如此之大,长期以来一直是科学家们寻求解决的重要难题。首先要理解动物的年龄、繁殖和不同的生长速度可能:

1)帮助阐明衰老本身的演变

2)帮助确定物种如何应对全球环境变化


在他们的研究中,科学家利用人口数据来比较从海绵到珊瑚,从鲑鱼到海龟,从秃鹫到人类等物种的详细生命周期。通过绘制121个生命周期,科学家注意到某些动物的生态学和生理学与其生命周期有关


牛津大学生态学副教授,副主编Rob Salguero-Gómez博士说到:


“自亚里士多德时代以来,包括后来的达尔文重述及其它更多内容,生物学家们对生物体在不同环境中生存策略变异的数量感到惊讶。生长(或不生长)的速度,生存(或不生存)的时间,以及繁殖(或不繁殖)的时间和数量构建了不同的版块,这些版块使得不同物种在不断变化的气候,过去,现在和未来中持续存在。


对于动物生存策略的变化,这项工作为我们提供了一个比较视角,它突出了动植物生活和适应不同环境的重要共性。生命史理论中的经典着作预测了构建生存策略的单一方法。我和我的的SalGo团队最近在研究植物和现存的动物,研究结果显示动植物构建生存策略的可能性比以前所猜想的要广泛得多。


在该研究中首次使用动物人口统计时间表,通过全新的方式帮助科学家去探索不同物种在其环境中茁壮成长所使用的最常见生存策略,同时也使用人口统计模型来预测哪些物种将成为气候变化中的胜利者和失败者。”


爱尔兰国立大学戈尔韦动物学讲师,主要作者Kevin Healy博士表示:


“当我们绘制动物王国的生命周期范围时,我们看到它们遵循一般模式。无论你是海绵,鱼还是人,你的生命周期一般可以用两件事来描述 - 生存速度以及繁殖和死亡机会在你的生命中如何分布。


正如我们所料,代谢率低和生活方式缓慢的物种与较慢的生命周期有关。这是有道理的;如果你每秒燃烧的能量有限,那么你的速度就会受到限制。同样地,如果你是一种移动缓慢的动物,比如生活在海床上的海绵或鱼,那么就你的生活节奏而言,较长的生命周期有意义的,因为你可能需要等待着食物来找你。”


保护物种的意义 


科学家还通过寻找动物的生命周期与其在IUCN ( International Union for Conservation of Nature 国际自然保护联盟)濒危物种红色名单上的位置之间的联系,以研究生命周期是否使动物更容易受到生态威胁


(IUCN濒危物种红色名单类别:灭绝,受威胁,现存)


牛津三一学院动物学教授、动物学系主任,共同资深作者Yvonne Buckley提到:


“我们发现,灭绝风险并不仅限于121种物种的特定生存类型。尽管这些动物有不同的维持种群的方式,但它们面临着相似的威胁。


有些特定物种的种群,比如切努克鲑鱼或淡水鳄鱼,死亡率和繁殖在其生命周期中的传播方式与生活节奏有着很大差异。这对我们需要保护的动物种群而言十分重要。当死亡率和繁殖具有相同可能性时,相比于简单地延长这些动物寿命的方式,考虑促进繁殖和/或对生命周期产生更大影响的行动会更加明智。”


(the Chinook salmon 帝王鲑,又称大鳞麻哈鱼或音译作切努克鲑鱼,是麻哈鱼属的一种,为温带鱼类,分布北太平区)



该研究由自然环境研究委员会(英国)(the Natural Environment Research Council (UK)),澳大利亚研究委员会(Australian Research Council),爱尔兰科学基金会 (Science Foundation Ireland),丹麦独立研究委员会(Danish Council for Independent Research)和Max Planck人口研究所(德国)(the Max Planck Institute for Demographic Research (Germany))资助。


原文:University of Oxford News and Events

译文:大阳 




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