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鴨嘴獸大概是最奇特的動物之一，它們是少有的卵生哺乳動物，長著鴨子一般的腳蹼和嘴巴，卻有一條和河貍一樣的扁尾巴。也難怪最初見到鴨嘴獸標本的科學(xué)家，會懷疑這個 " 縫合怪 " 是人為惡作劇的產(chǎn)物。

然而，這些可愛的小怪物們，不僅因為氣候變化等危機而數(shù)量下降，現(xiàn)在還有了一個新的 " 敵人 " ——大壩。

繪制于 1799 年的歷史上第一張鴨嘴獸科學(xué)繪畫，好像拉長了的可達鴨啊｜Frederick Polydore Nodder

【資料圖】

神奇的鴨嘴獸，已是 " 近危 " 物種

鴨嘴獸生活在澳大利亞大陸，早在 2500 萬年前就已經(jīng)出現(xiàn)在地球上了，是鴨嘴獸科現(xiàn)存唯一的一個物種。

鴨嘴獸有著許多與現(xiàn)存其他哺乳動物不同的特征，例如它們沒有演化出乳房和乳頭，只能像 " 流汗 " 一樣通過乳腺泌乳。而且，鴨嘴獸繁殖后代的方式是卵生，側(cè)面證明了哺乳動物和爬行動物之間的演化關(guān)系，可以說是 " 活化石 "。有奶又有蛋，一只鴨嘴獸自己就可以做蛋撻（誤）。

剛剛破殼而出的鴨嘴獸幼崽 | Smithsonian Channel / Youtube

鴨嘴獸的奇特之處遠不止如此。它們有 10 條性染色體，是大部分哺乳動物的 5 倍之多。雄性鴨嘴獸的后腿上長了一根有毒的尖刺，在爭奪領(lǐng)地或配偶時可以釋放毒液，攻擊對手。它們的嘴巴上還布滿靈敏的電流感應(yīng)器，捕食時，可以通過獵物發(fā)出的生物電場來準確定位。而在紫外線的照射下，它們的皮毛甚至可以發(fā)出熒光。

同一只鴨嘴獸標本分別在可見光和紫外線照射下的照片，上排為背部，下排為腹部：在紫外線下，鴨嘴獸發(fā)出了熒光｜參考資料 [ 2 ]

然而，自歐洲人在兩個多世紀前定居澳大利亞以來，鴨嘴獸的數(shù)量已經(jīng)下降了 50%。導(dǎo)致鴨嘴獸數(shù)量下降的原因有很多——最初，人們因?qū)游锲っ男枨蠖C殺它們；隨著氣候變化，越來越頻繁的極端天氣如干旱、火災(zāi)也直接威脅著鴨嘴獸的生存；環(huán)境污染、棲息地減少、入侵物種捕食、被漁民誤捕等因素，也讓它們變得岌岌可危。在國際自然保護聯(lián)盟紅色名錄上，鴨嘴獸被列為 "近危" 物種。

而近日，發(fā)表于《通訊 - 生物》的一項研究表明，人類修建的大壩也嚴重威脅著鴨嘴獸的生存。

被大壩阻攔的族群，基因無法流動

為什么大壩會影響鴨嘴獸的生存呢？難道這些小可愛們會迷迷糊糊地自己跑去撞墻嗎？事實上，大壩對鴨嘴獸的影響并不是在個體層面，而是影響了群體的移動，進而影響整個族群的生存。

鴨嘴獸的特點之一，就是有著和鴨子類似的腳蹼。在沒有大壩的情況下，它們可以用腳蹼自由地在河流上下游之間活動。用這對看著有些笨拙的腳蹼，鴨嘴獸甚至可以翻過高達十米的堤壩。然而，澳大利亞的主要大壩的高度都超過了 10 米，這些踩著腳蹼的小動物們能不能翻越它們，一直是個謎。

鴨嘴獸的分布范圍（黃色部分）與主要大壩（紅點），此次的研究則在棕色框范圍內(nèi)｜參考先問 [ 1 ]

為了回答這個問題，科學(xué)家們選擇了澳大利亞的 9 條河流，提取了它們附近 274 只鴨嘴獸的 DNA，并對每一條河流上下游的鴨嘴獸基因組成進行了對比。

如果鴨嘴獸可以自由地活動，上下游的種群基因就可以通過交配而流動、交換，基因組成不會有什么區(qū)別。反之，如果它們不能自由活動，上下游的鴨嘴獸便只能分別進行內(nèi)部繁殖，基因也無法自由流動，久而久之，一些基因突變就會在單個族群內(nèi)積累，最終讓上下游的鴨嘴獸種群出現(xiàn)明顯的基因差異。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在沒有大壩的情況下，分布于上下游的鴨嘴獸，基因并沒有很大的差別；但如果有了大壩，它們的基因差別是前者的 4～20 倍之高。這證明大壩的確會阻止鴨嘴獸的移動，還影響了不同種群的基因組成。

這雙鴨子一樣的蹼，無法讓它們游過超過 10 米的大壩｜Field Museum / flickr

這種對基因交流的阻斷，看似沒有直接危害到鴨嘴獸的生命，將來卻會導(dǎo)致鴨嘴獸的數(shù)量減少。

困在破碎的棲息地里，難以應(yīng)對風(fēng)險

鴨嘴獸的數(shù)量之所以會因此減少，原因之一是遺傳學(xué)上的 " 近交衰退 " 現(xiàn)象，簡單來說就是種群內(nèi)部的近親繁殖導(dǎo)致種群的適應(yīng)度下降。

近親繁殖的時候，父母雙方的基因組相似，一些隱性性狀便更有可能出現(xiàn)在后代身上；當這些隱性性狀不利于個體的生存時，種群內(nèi)部的動物對于環(huán)境的適應(yīng)性就會降低，數(shù)量也會減少。

基因組成單一的種群，應(yīng)對災(zāi)難性事件的抵抗力也會降低。如果種群內(nèi)部的基因組成復(fù)雜多樣，當隨機的災(zāi)難來臨時，種群內(nèi)的一些動物個體可能會因自己獨特的性狀而存活，讓整個種群得以存續(xù)。而如果種族內(nèi)部的基因組成單一，災(zāi)難來臨時，這個種族可能就被 " 團滅 " 了。

鴨嘴獸幼崽。如果被大壩困住，鴨嘴獸就會出現(xiàn)近親繁殖，后代對環(huán)境的適應(yīng)度可能會下降｜cloudfront.net

大壩的存在還會限制鴨嘴獸們尋找新的棲息地。在沒有大壩的環(huán)境里，如果環(huán)境變得不適宜居住，鴨嘴獸可以沿著河流自由地遷徙到新的地方。但是，大壩的存在限制了這樣的遷徙，繼而加劇了自然災(zāi)害對鴨嘴獸的威脅。

這種情況其實與許多瀕危物種面臨的 "棲息地破碎化" 相似。切斷鴨嘴獸棲息地的是大壩，切斷其他動物的家園的，可能是人類修建的公路，或是不適宜生存的人工林等。最終，各個種群只能被困在碎片化的棲息地里，無法進行基因交流，也無法找尋更好的棲息地。

自然環(huán)境中的鴨嘴獸｜Klaus / Wikimedia Commons

幸運的是，鴨嘴獸的困境尚未到無法挽救的地步。

雖然鴨嘴獸自己不能跨越高高的堤壩，但是人們可以幫助它們，這則研究的作者就提出了兩種解決方案：一方面，人類可以在堤壩附近建立分流或旁路，讓鴨嘴獸們有路可走；另一方面，人類也可以幫助鴨嘴獸進行基因交換，把一個種群的鴨嘴獸送到另一個種群中，增加種群的基因多樣性。每一代動物里，只需要有一個外來的個體，就可以將種族隔離的風(fēng)險降至最低。

當然，更好的方式是從根本上避免這些問題的發(fā)生，比如不要再在鴨嘴獸的棲息地附近建立新的大壩。

畢竟，鴨嘴獸如此獨特，我們經(jīng)不起它們的消失。

此次研究中的鴨嘴獸｜Twitter：@UNSW

" 等等，誰說可達鴨的原型是鴨嘴獸？可達鴨難道不是鴨子嗎？" 如果你也有這樣的疑惑，那請點擊下方圖片，圍觀關(guān)于可達鴨原型之爭的辯論：

參考文獻

[ 1 ] Mijangos, J.L., Bino, G., Hawke, T. et al. Fragmentation by major dams and implications for the future viability of platypus populations. Commun Biol 5, 1127 ( 2022 ) . https://doi.org/10.1038/s42003-022-04038-9

[ 2 ] Anich, P. S., Anthony, S., Carlson, M., Gunnelson, A., Kohler, A. M., Martin, J. G., & Olson, E. R. ( 2020 ) . Biofluorescence in the platypus ( Ornithorhynchus anatinus ) . Mammalia, 1 ( ahead-of-print ) .

[ 3 ] Australia"s "irreplaceable" platypus threatened by dams: study. https://phys.org/news/2022-11-australia-irreplaceable-platypus-threatened.html

作者：Hazel

關(guān)鍵詞：澳大利亞近親繁殖