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长得快死得快,还是长得慢活得长?科学家绘制出121种动物的生命周期

日期: 2019-07-12
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长得快死得快,还是长得慢活得长?科学家绘制出121种动物的生命周期

图片来源:《Nature Ecology & Evolution》

近日,一个国际研究团队已经将“生命节奏”和“生命形态”确定为动物生命周期中影响不同物种生存方式的两个关键因素。他们的发现来自于对从人类到海绵动物等121种物种的详细评估,这对于物种保护策略和预测哪些物种将成为全球环境危机的赢家或输家具有重要意义。

“生命节奏”与动物成熟的速度、预期寿命以及繁殖后代的速度有关。“生命形态”涉及到动物繁殖或死亡几率在其整个生命周期中是如何分布的。这项研究已于7月8日发表在《Nature Ecology & Evolution》上。由来自爱尔兰国立高威大学、都柏林圣三一学院、牛津大学、南安普敦大学和南丹麦大学的科学家共同完成。

长得快死得快,还是长得慢活得长?科学家绘制出121种动物的生命周期

广泛的动物生命周期

不同动物的生命周期变化到了惊人的程度。某些动物,如绿松石鳉,这是一种可以在14天内完成其生命周期的小鱼——长得快,死得也快;而另一些动物,如格陵兰鲨鱼,它们可以生存大约500年——生长缓慢,寿命极长。

同样,在整个动物生命周期内,死亡和繁殖的分布也存在很大差异。比如,产卵周期非常短的鲑鱼在其生命周期开始时和繁殖期间的死亡率都非常高;而管鼻藿(Fulmars)与其他海鸟的繁殖周期则非常宽泛,它们在一生中各个时期面临的死亡风险也都相似。

人类和亚洲象的寿命比较长,并且在进入老年之前的死亡风险都相对较低,但是人类和亚洲象的可繁殖年龄段都相对较短。因为他们的青少年时期较长,而且在整个生命周期中,失去繁殖能力后的生存时间也比较长。这两个物种与澳大利亚淡水鳄鱼有着相似的寿命,但鳄鱼有完全不同的繁殖策略,它的繁殖在整个生命周期中相对均匀地分布,但是幼年淡水鳄生长到成年并繁殖的机率比较低。

生命周期多样性之谜

为什么动物的生命周期变化如此之大?长期以来,这一直是科学家们努力寻求解决的一个重要难题。其中的原因是了解为什么动物会以不同的速率衰老、繁殖和生长,这可能既有助于阐明衰老本身的演变,也有助于确定物种将如何应对全球环境变化。

在这项研究中,科学家们使用种群数据来比较从海绵动物到珊瑚,从鲑鱼到海龟,从秃鹫到人类的各种物种的详细生命周期。通过分析121个物种的生命周期,科学家们指出,动物特定的生态和生理与特定的生命周期相关。

长得快死得快,还是长得慢活得长?科学家绘制出121种动物的生命周期

图片来源:《Nature Ecology & Evolution》

该研究通讯作者、爱尔兰国立大学自然科学学院Ryan研究所和都柏林圣三一学院的Kevin Healy博士说:“当绘制动物生命周期的范围时,我们发现,它们遵循的是普遍模式。无论是海绵动物、鱼类还是人类,生命周期通常都可以用两件事来衡量:一是生长得有多快,二是繁殖和死亡机率在一生中的分布情况。正如我们所料,代谢率低、生活方式慢的物种与较慢的生命周期有关。这是有道理的。如果你每秒消耗的能量不是太多,你的生长速度就会受到限制。同样,那些不经常走动的动物,比如海绵动物或生活在海底的鱼类,缓慢的生活节奏很有意义,因为这些动物需要等待食物送上门。”

对物种保护的启示

科学家们还通过寻找动物的生命周期与其在世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名单上的位置之间的联系,研究了特定的生命周期是否会使动物更容易受到生态威胁。

该研究共同通讯作者、圣三一大学动物学系主任、动物学教授Yvonne Buckley说:“我们发现,这121个物种的灭绝风险并不局限于特定类型的生活史。尽管这些动物维持种群的方式截然不同,但它们面临着相似程度的威胁。特定物种,如奇努克鲑鱼或淡水鳄,在其生命周期死亡率和繁殖率分布方式上的差异,要大于它们生命节奏上的差异。这对于我们要保护的动物种群的信息非常重要,因为这表明,促进动物繁殖或者在动物死亡率和繁殖率更高的时候施加影响,比简单地延长动物寿命更加有效。”

该研究合著者、牛津大学的生态学助理教授Roberto Salguero-Gómez博士说:“这项比较研究是建立在之前的研究基础上,我们对植物王国生命结构的基本假设进行了测试。它突出了动物和植物在生存和适应不同环境方面的重要共性。事实上,生命史理论中的经典著作预测了一种构建生命策略的单一方式。我们对植物的研究以及现在对动物的研究表明,可能性的范围比之前认为的要广泛得多。”

这项研究使用的宝贵动物统计学数据由Salguero-Gómez博士和南丹麦大学生物系助理教授Owen Jones领导的一项研究提供,这些数据为研究提供了新颖的方式去探索不同物种为在环境中生存所采用的最常见策略,同时使用统计学模型预测哪些物种将在气候变化过程中胜出或落败。



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