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狼网 | 喜马拉雅狼——独狼“世界屋脊之巅”

2021年09月28日 23:38:31 来源:国际狼中心 访问量:4982

独狼“世界屋脊之巅”

科学家发现喜马拉雅狼的高海拔适应性

作者:谢丽尔·林·戴巴斯 | Geraldine Werhahn 拍摄的照片

从北美洲到地球的另一端,在一片如此不同的广阔土地上,它可能是月球景观,是一片无人区,其猛烈的风将他们路径上的一切都吹散了。

“世界屋脊”包括亚洲内陆地区,包括喜马拉雅山脉、帕米尔高原以及西藏、天山和阿尔泰山脉。然而,尽管地处偏远,高地亚洲面临着与地球其他地区相同的挑战:气候变化、水资源短缺、荒漠化以及栖息地和物种的迅速消失。

但在这个令人生畏的地区,生活并不完全严峻。它的人民可能会从这样的高海拔地区获得健康益处,包括降低患高血压和糖尿病相关贫血等慢性病的风险,这些疾病与他们的身体如何适应低氧水平有关。

如果智人是这样,那么共享这个遥远地方的其他物种呢?

牛津大学野生动物保护研究中心 (WildCRU) 的生物学家 Geraldine Werhahn、David Macdonald 和 Claudio Sillero-Zubiri 及其同事发现了喜马拉雅狼(也称为藏狼)对高海拔地区的独特遗传适应。

喜马拉雅狼是世界屋脊上的顶级食肉动物,这里拥有地球上最后一些完好无损的荒野地区。

“保护喜马拉雅狼对于保护这个生态系统至关重要,”Werhahn 说。她认为,这变得更加重要,“鉴于这些山脉包含数十亿人的水资源。保持这个栖息地及其野生动物种群的健康符合全球利益。”

后期成吉思汗

按照 12 世纪军阀成吉思汗的古老传统,维尔哈恩和她的研究人员沿着狭窄陡峭的小路走上数百公里进行研究。

该团队远征尼泊尔喜马拉雅山、中国西部、吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦。Werhahn 说,结果是值得的。科学家们发现,喜马拉雅狼在基因上适合在空气确实非常稀薄的高海拔恶劣条件下茁壮成长。

研究人员在春季和夏季在喜马拉雅山的三个地点进行了实地工作:尼泊尔喜马拉雅山西北部的 Humla 和 Dolpa 地区,以及尼泊尔喜马拉雅山东北部的干城章嘉峰保护区 (KCA)。Humla 和 Dolpa 位于干旱地区,有高山草原和高山草原栖息地。KCA位于喜马拉雅山脉东部的内谷,下部为亚高山森林,上部为高山草原。

生物学家于 2018 年在《全球生态与保护》杂志上报告说,生物学家在总共 1,770 公里(近 1,100 英里)的范围内搜索了粪便和毛发形式的喜马拉雅狼样本。他们在 Humla 步行了 605 公里(376 英里),在 Dolpa 步行了 810 公里(503 英里),在 KCA 步行了 355 公里(220 英里)。

他们发现喜马拉雅狼更喜欢野生猎物而不是家养猎物,而较小的有蹄类动物如藏羚羊则偏好较大的有蹄类动物,如白唇鹿。Werhahn 和合著者在 2019 年发表在 Global Ecology and Conservation 的一篇论文中指出,喜马拉雅土拨鼠、毛兔和鼠兔等小型哺乳动物是狼主食的重要补充。

研究人员说:“我们发现,当有野生猎物时,就会避开牲畜。” “通过留出野生动物栖息地避难所和更可持续的牲畜放牧,包括改进放牧方式,可以确保健康的野生猎物种群,从而加强对喜马拉雅狼和其他同域食肉动物的保护。”

Werhahn 的研究重点是喜马拉雅狼,但她和同事也从赤狐、藏狐、雪豹和欧亚猞猁中获得了粪便。作为遗传参考,他们收集了该地区主要家犬品种藏獒的样本。与低海拔的狗相比,这种獒犬在高海拔地区避免缺氧的能力是血红蛋白水平更高的结果,中国科学院的国家生物学家和其他机构在分子生物学与进化杂志上发表了论文。这些科学家认为,史前与藏狼的杂交导致了这种适应。

在 Werhahn 的长途旅行中,她和她的同事总共收集了 287 个样本——104 个在 Humla,139 个在 Dolpa,44 个在 KCA。

他们的探险为喜马拉雅狼的基因独特性提供了证据。

“喜马拉雅狼与 Holarctic [北部大陆] 灰狼的不同之处在于一组怀疑与缺氧途径有关的功能基因,”生物学家说。“这些基因似乎与适应高海拔地区的生活有关,那里的大气氧气较少。”

结果证实了喜马拉雅狼是一种进化上独特的狼谱系的假设。与在低海拔地区发现的分布更广泛的灰狼相比,这种不寻常的亚洲狼的分布和种群规模是 Werhahn 研究的主要焦点。

“世界屋脊”研究

Werhahn 说,对喜马拉雅狼知之甚少,“因为科学和保护措施将这种高海拔狼视为另一只灰狼。” “几乎没有进行任何研究,也没有采取任何保护行动,这有可能导致人口‘无声’下降。”

她和合著者于 2020 年在《生物地理学杂志》上发表的研究结果揭示了喜马拉雅狼的进化独特性,包括应对高海拔环境的适应能力,这在任何其他狼身上都没有发现。

在西藏以外的地方,科学家们还分析了来自中国西部、吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦的 280 份狼粪便样本。这些国家是喜马拉雅狼和灰狼(后者在低海拔地区)、雪豹、赤狐、藏狐、帕拉斯猫、欧亚猞猁、棕熊和家犬的家园。

Werhahn 透露,在中国青海青藏高原的食肉动物中,棕熊是人类最害怕的动物。“熊经常闯入房屋寻找食物。他们摧毁房屋。当人们离开他们的冬季家园而留在他们的夏季放牧屋时,他们通常会打开废弃房屋的门,这样熊也不会破坏它们。”

Werhahn 说,房屋入口处通常会铺上一层钉子,以防止熊进入,“但该措施对顽固的棕熊的影响有限。” “需要支持以帮助当地社区与棕熊、狼、欧亚猞猁和雪豹的食肉动物社区共存。”

Werhahn 的努力始于 2014 年,并促成了喜马拉雅狼群项目。该研究最近扩展,现在被称为喜马拉雅食肉动物项目,反映了一个支持多种食肉动物物种的生态系统。

对高海拔的遗传适应

Werhahn 说,使人类能够在这些极端环境中生存的适应性“仍然知之甚少”。“喜马拉雅狼的情况类似。涉及高海拔适应的遗传和生理机制直到最近才被研究。”

在喜马拉雅狼群漫游的地方,可用的有效氧气不到 12.7%,而海平面的这一比例为 21.9%。Werhahn 的研究揭示了喜马拉雅狼在三种缺氧途径基因中的适应性:两种增加氧气输送,一种增强心脏功能。“这些突变表明喜马拉雅狼在缺氧环境中具有适应性优势,”生物学家报告说。

喜马拉雅狼的血统在 4,000 米(大约 13,000 英尺)以上占主导地位。Werhahn 说:“在这个高海拔地区,氧气供应量低,会以严重的、终生缺氧的形式呈现环境压力。” “这构成了一种持续的选择压力,它塑造了居住在这些生态系统中的物种的基因组,并导致了功能和生理适应以应对这些条件。”

根据 Werhahn 及其同事的说法,这种进化可能是由影响一个栖息地适应性的遗传变异驱动的,而在其他栖息地则是中性的或几乎是中性的,比如负责喜马拉雅狼高海拔缺氧适应的基因。“强大的栖息地可以促进物种形成,”生物学家说,“例如将青藏高原和喜马拉雅山脉与周围低洼地区分开的巨大高度差异。”

科学家们假设喜马拉雅狼的遗传适应性使其比灰狼更适合。“喜马拉雅狼在[高山]尼泊尔、西藏自治区和四川地区表现出一致的缺氧适应基因型,”维尔哈恩说,“而[低海拔]祁连山的灰狼没有表现出这种适应。”

当 Werhahn 及其同事开始该项目时,可用的稀缺数据表明喜马拉雅狼和灰狼之间存在遗传差异,但研究人员没有解释。“我们现在知道喜马拉雅狼确实是不同的,从它们的遗传到生态,我们已经知道为什么,”Werhahn 说。“这是这些极端高海拔地区低氧水平带来的进化挑战。”

美国地质调查局和明尼苏达大学的狼生物学家、国际狼中心创始人 Dave Mech 补充道:“喜马拉雅狼独特的高海拔适应能力最有趣的结果是,它在基因上将这只狼与邻近的狼区分开来。缺乏它。”

WildCRU 科学家最初认为喜马拉雅狼只在喜马拉雅山脉中发现。他们发现喜马拉雅狼实际上生活在亚洲的高海拔地区。

一只孤独的狼

研究人员写道,该团队的工作增加了越来越多的证据,表明喜马拉雅狼“值得分类识别”。该谱系是单系的:同一分类群中的一组生物,它们共享一个共同的最近祖先;居住在地理上不同的地区;并且具有在其近亲种群中未发现的遗传特征。

Werhahn 认为,这些发现可以作为正式承认喜马拉雅狼是它自己的分类群的基础。“这将为国际自然保护联盟 [IUCN] 赋予其保护地位铺平道路。这些是推进保护这些狼及其栖息地所需的关键步骤。”

生物学家们说,列入 IUCN 红色名录“可以将区域和国际机构的注意力集中在喜马拉雅狼、它们的栖息地和它们生活的危险生态系统上。”

红色名录显示了物种灭绝风险的趋势;政府使用它来跟踪实现减少生物多样性损失目标的进展。Werhahn 的小组计划进一步研究以探索狼生活的行为和生态方面。“这与帮助当地社区制定适用于整个地区的喜马拉雅狼保护计划一起,”她说,是这种稀有犬科动物在世界屋脊遥远土地上未来的关键。

生态学家和科学记者 Cheryl Lyn Dybas 是国际保护作家联盟的成员,还为《国家野生动物》、《海洋地理》、《自然历史》、《生物科学》、《加拿大地理》、《苏必利尔湖杂志》和其他出版物撰稿。

编辑:张惠
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