本報(bào)記者 陳歡歡
第六次生物大滅絕是否已經(jīng)開(kāi)始未有定論，但生物多樣性加速喪失是不爭(zhēng)的事實(shí)。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員魏輔文近日指出，在生物多樣性保護(hù)中，相比物種多樣性，遺傳多樣性容易被忽視，卻非常關(guān)鍵。
歷時(shí)兩年，由魏輔文領(lǐng)銜的合作團(tuán)隊(duì)收集和整理了已發(fā)表的中國(guó)陸生脊椎動(dòng)物的遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)育多樣性數(shù)據(jù)，并對(duì)其空間分布格局進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)了我國(guó)陸生脊椎動(dòng)物多樣性演化的“博物館”和“搖籃”。相關(guān)研究結(jié)果1月23日在線發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。
據(jù)悉，這是我國(guó)首次評(píng)估陸生脊椎動(dòng)物的遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)育多樣性空間格局。論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員胡義波告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，該研究識(shí)別了我國(guó)遺傳多樣性豐富/貧乏的區(qū)域和系統(tǒng)發(fā)育多樣性古老/年青的區(qū)域，對(duì)國(guó)家尺度的遺傳多樣性保護(hù)規(guī)劃和2020年后生物多樣性保護(hù)框架制定具有重要科學(xué)支撐作用。
三大多樣性 一個(gè)不能少
生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)與政策平臺(tái)（IPBES）2019年公布的最新評(píng)估報(bào)告指出，當(dāng)前全球正面臨自然衰退“史無(wú)前例”和物種滅絕“加速”的局面，大約有100萬(wàn)種動(dòng)植物物種遭受滅絕的威脅，其中許多物種會(huì)在幾十年內(nèi)滅絕，比人類(lèi)歷史上任何時(shí)候都要多。
生物多樣性，實(shí)際包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個(gè)組成部分。目前，物種多樣性比較受關(guān)注。但實(shí)際上，越來(lái)越多的研究證實(shí)，遺傳因素在物種瀕危和滅絕中起著至關(guān)重要的作用。
遺傳多樣性是指地球上生物攜帶遺傳信息的總和，可以看成是一個(gè)“基因庫(kù)”。一個(gè)物種包含的遺傳變異越豐富，它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)。因此，較高的遺傳多樣性意味著物種具有更高的進(jìn)化潛力和更強(qiáng)的適應(yīng)能力。系統(tǒng)發(fā)育多樣性則反映了物種演化的歷史。
于是，為了進(jìn)一步厘清我國(guó)陸生脊椎動(dòng)物的遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)育多樣性，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所聯(lián)合中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所、華中師范大學(xué)、安徽大學(xué)等單位共同開(kāi)展了此項(xiàng)合作。研究人員全面收集和整理了已發(fā)表的中國(guó)陸生脊椎動(dòng)物（哺乳類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、爬行類(lèi)和兩棲類(lèi)）基于3種遺傳標(biāo)記（線粒體Cytb基因、線粒體D-loop控制區(qū)及核微衛(wèi)星）的遺傳多樣性數(shù)據(jù)，并對(duì)其空間分布格局進(jìn)行了比較分析。
找到演化“博物館”和“搖籃”
數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)是世界上生物多樣性最豐富的國(guó)家之一，擁有超過(guò)3000種陸生脊椎動(dòng)物。
研究人員表示，分析發(fā)現(xiàn)我國(guó)西南和華南區(qū)的陸生脊椎動(dòng)物具有較高的遺傳多樣性，而東北、華北和蒙新區(qū)的陸生脊椎動(dòng)物具有較低的遺傳多樣性。論文建議給予遺傳多樣性高的區(qū)域更高的保護(hù)優(yōu)先權(quán)。不過(guò)胡義波表示，遺傳多樣性較低的區(qū)域也需要加強(qiáng)保護(hù)，因?yàn)檫@些區(qū)域可能含有種群特有的遺傳變異，容易喪失。
對(duì)系統(tǒng)發(fā)育多樣性空間分布的評(píng)估則顯示，我國(guó)華南區(qū)的系統(tǒng)發(fā)育多樣性最高，青藏區(qū)的系統(tǒng)發(fā)育多樣性最低。在控制物種多樣性對(duì)系統(tǒng)發(fā)育多樣性的影響后，南方部分省份（海南和廣西）區(qū)域具有顯著高的系統(tǒng)發(fā)育多樣性，反映整體上該區(qū)域分布的物種分化時(shí)間較早，是陸生脊椎動(dòng)物多樣性演化的“博物館”；而橫斷山脈區(qū)域具有顯著低的系統(tǒng)發(fā)育多樣性，誕生的新物種較多，是演化的“搖籃”。
研究分析還發(fā)現(xiàn)，年平均降水和氣溫對(duì)基于線粒體基因的遺傳多樣性空間分布格局有顯著正作用，而海拔和人口密度有顯著副作用。“這說(shuō)明外在環(huán)境因素在陸生脊椎動(dòng)物遺傳多樣性水平上發(fā)揮著重要作用，尤其應(yīng)注意人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遺傳多樣性喪失的影響。”胡義波說(shuō)。
用科研成果支撐保護(hù)實(shí)踐
該研究涉及287種陸生脊椎動(dòng)物的種群遺傳多樣性數(shù)據(jù)和2461個(gè)物種的系統(tǒng)發(fā)育多樣性數(shù)據(jù)，20多名科研人員和研究生參與了數(shù)據(jù)收集和整理分析，前后耗時(shí)兩年。據(jù)胡義波介紹，除了數(shù)據(jù)量大，研究難點(diǎn)還包括對(duì)來(lái)自不同研究、不同來(lái)源的數(shù)據(jù)的規(guī)范化整理，核查數(shù)據(jù)的可靠性、可比性等。
雖然耗時(shí)耗力，但在研究人員看來(lái)，卻是“必須得做”的基礎(chǔ)性工作。（下轉(zhuǎn)第2版）
胡義波表示，國(guó)際上已有全球尺度的哺乳類(lèi)和兩棲類(lèi)遺傳多樣性評(píng)估，但其分析的柵格空間尺度很大，因此從國(guó)家水平看結(jié)果很粗放，對(duì)我國(guó)的遺傳多樣性保護(hù)規(guī)劃意義不大。在國(guó)內(nèi)，過(guò)去30年，我國(guó)科學(xué)家利用不同的分子遺傳標(biāo)記評(píng)估了眾多陸生脊椎動(dòng)物的遺傳多樣性，也公布了大量陸生脊椎動(dòng)物的線粒體基因序列。但都是以小尺度地理種群為對(duì)象，單獨(dú)評(píng)估每個(gè)物種及種群的遺傳多樣性水平，全國(guó)范圍物種水平的陸生脊椎動(dòng)物遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)育多樣性評(píng)估工作尚屬空白。
“還有許多陸生脊椎動(dòng)物的遺傳多樣性有待科學(xué)評(píng)估，也需要加強(qiáng)我國(guó)海洋生物的遺傳多樣性研究和評(píng)估。”胡義波說(shuō)。
此外，評(píng)估數(shù)據(jù)顯示，全世界接近20%的脊椎動(dòng)物受到威脅。而在中國(guó)，情況更糟，達(dá)到21.4%，包括43.1%的兩棲動(dòng)物、29.7%的爬行動(dòng)物、 26.4%的哺乳動(dòng)物、20.4%的魚(yú)類(lèi)和10.6%的鳥(niǎo)類(lèi)。“其中包括大熊貓、小熊貓、金絲猴、虎、大鯢等很多旗艦物種。”胡義波強(qiáng)調(diào)。
對(duì)于生物多樣性保護(hù)，胡義波希望，在管理層面能成為“主流”、提升到“生態(tài)文明建設(shè)”的高度；在科學(xué)研究上，加強(qiáng)生物多樣性水平、空間分布、喪失原因、保護(hù)重點(diǎn)等問(wèn)題的研究，同時(shí)將科學(xué)成果及時(shí)應(yīng)用到保護(hù)管理和實(shí)踐中，減少兩者的脫節(jié)，實(shí)現(xiàn)科研成果支撐保護(hù)實(shí)踐。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1126/sciadv.abd5725
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2021-01-27 第1版 要聞)
17312606166