一項耗時耗力卻“必須得做”的研究

陳歡歡

第六次生物大滅絕是否已經開始未有定論，但生物多樣性加速喪失是不爭的事實。中國科學院院士、中國科學院動物研究所研究員魏輔文近日指出，在生物多樣性保護中，相比物種多樣性，遺傳多樣性容易被忽視，卻非常關鍵。

歷時兩年，由魏輔文領銜的合作團隊收集和整理了已發表的中國陸生脊椎動物的遺傳多樣性和系統發育多樣性數據，并對其空間分布格局進行比較分析，發現了我國陸生脊椎動物多樣性演化的“博物館”和“搖籃”。相關研究結果1月23日在線發表于《科學進展》。

據悉，這是我國首次評估陸生脊椎動物的遺傳多樣性和系統發育多樣性空間格局。論文第一作者、中國科學院動物研究所研究員胡義波認為，該研究識別了我國遺傳多樣性豐富/貧乏的區域和系統發育多樣性古老/年青的區域，對國家尺度的遺傳多樣性保護規劃和2020年后生物多樣性保護框架制定具有重要科學支撐作用。

三大多樣性?一個不能少

生物多樣性和生態系統服務政府間科學與政策平臺（IPBES）2019年公布的最新評估報告指出，當前全球正面臨自然衰退“史無前例”和物種滅絕“加速”的局面，大約有100萬種動植物物種遭受滅絕的威脅，其中許多物種會在幾十年內滅絕，比人類歷史上任何時候都要多。

生物多樣性，實際包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性3個組成部分。目前，物種多樣性比較受關注。但實際上，越來越多的研究證實，遺傳因素在物種瀕危和滅絕中起著至關重要的作用。

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“基因庫”。一個物種包含的遺傳變異越豐富，它對環境的適應能力越強。因此，較高的遺傳多樣性意味著物種具有更高的進化潛力和更強的適應能力。系統發育多樣性則反映了物種演化的歷史。

于是，為了進一步厘清我國陸生脊椎動物的遺傳多樣性和系統發育多樣性，中國科學院動物研究所聯合中國環境科學研究院、中國科學院成都生物研究所、華中師范大學、安徽大學等單位共同開展了此項合作。研究人員全面收集和整理了已發表的中國陸生脊椎動物（哺乳類、鳥類、爬行類和兩棲類）基于3種遺傳標記（線粒體Cytb基因、線粒體D-loop控制區及核微衛星）的遺傳多樣性數據，并對其空間分布格局進行了比較分析。

找到演化“博物館”和“搖籃”

數據顯示，中國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一，擁有超過3000種陸生脊椎動物。

研究人員表示，分析發現我國西南和華南區的陸生脊椎動物具有較高的遺傳多樣性，而東北、華北和蒙新區的陸生脊椎動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域更高的保護優先權。不過胡義波表示，遺傳多樣性較低的區域也需要加強保護，因為這些區域可能含有種群特有的遺傳變異，容易喪失。

對系統發育多樣性空間分布的評估則顯示，我國華南區的系統發育多樣性最高，青藏區的系統發育多樣性最低。在控制物種多樣性對系統發育多樣性的影響后，南方部分省份（海南和廣西）區域具有顯著高的系統發育多樣性，反映整體上該區域分布的物種分化時間較早，是陸生脊椎動物多樣性演化的“博物館”;而橫斷山脈區域具有顯著低的系統發育多樣性，誕生的新物種較多，是演化的“搖籃”。

研究分析還發現，年平均降水和氣溫對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。“這說明外在環境因素在陸生脊椎動物遺傳多樣性水平上發揮著重要作用，尤其應注意人類活動對遺傳多樣性喪失的影響?！焙x波說。

用科研成果支撐保護實踐

該研究涉及287種陸生脊椎動物的種群遺傳多樣性數據和2461個物種的系統發育多樣性數據，20多名科研人員和研究生參與了數據收集和整理分析，前后耗時兩年。據胡義波介紹，除了數據量大，研究難點還包括對來自不同研究、不同來源的數據的規范化整理，核查數據的可靠性、可比性等。

雖然耗時耗力，但在研究人員看來，卻是“必須得做”的基礎性工作。

胡義波表示，國際上已有全球尺度的哺乳類和兩棲類遺傳多樣性評估，但其分析的柵格空間尺度很大，因此從國家水平看結果很粗放，對我國的遺傳多樣性保護規劃意義不大。在國內，過去30年，我國科學家利用不同的分子遺傳標記評估了眾多陸生脊椎動物的遺傳多樣性，也公布了大量陸生脊椎動物的線粒體基因序列。但都是以小尺度地理種群為對象，單獨評估每個物種及種群的遺傳多樣性水平，全國范圍物種水平的陸生脊椎動物遺傳多樣性和系統發育多樣性評估工作尚屬空白。

“還有許多陸生脊椎動物的遺傳多樣性有待科學評估，也需要加強我國海洋生物的遺傳多樣性研究和評估?！焙x波說。

此外，評估數據顯示，全世界接近20%的脊椎動物受到威脅。而在中國，情況更糟，達到21.4%，包括43.1%的兩棲動物、29.7%的爬行動物、26.4%的哺乳動物、20.4%的魚類和10.6%的鳥類。“其中包括大熊貓、小熊貓、金絲猴、虎、大鯢等很多旗艦物種。”胡義波強調。

對于生物多樣性保護，胡義波希望，在管理層面能成為“主流”、提升到“生態文明建設”的高度;在科學研究上，加強生物多樣性水平、空間分布、喪失原因、保護重點等問題的研究，同時將科學成果及時應用到保護管理和實踐中，減少兩者的脫節，實現科研成果支撐保護實踐。