科學家繪製出121種動物的生命周期

圖片來源：《Nature Ecology & Evolution》

近日，一個國際研究團隊已經將「生命節奏」和「生命形態」確定為動物生命周期中影響不同物種生存方式的兩個關鍵因素。他們的發現來自於對從人類到海綿動物等121種物種的詳細評估，這對於物種保護策略和預測哪些物種將成為全球環境危機的贏家或輸家具有重要意義。

「生命節奏」與動物成熟的速度、預期壽命以及繁殖後代的速度有關。「生命形態」涉及到動物繁殖或死亡幾率在其整個生命周期中是如何分布的。這項研究已於7月8日發表在《Nature Ecology & Evolution》上。由來自愛爾蘭國立高威大學、都柏林聖三一學院、牛津大學、南安普敦大學和南丹麥大學的科學家共同完成。

廣泛的動物生命周期

不同動物的生命周期變化到了驚人的程度。某些動物，如綠松石鱂，這是一種可以在14天內完成其生命周期的小魚——長得快，死得也快；而另一些動物，如格陵蘭鯊魚，它們可以生存大約500年——生長緩慢，壽命極長。

同樣，在整個動物生命周期內，死亡和繁殖的分布也存在很大差異。比如，產卵周期非常短的鮭魚在其生命周期開始時和繁殖期間的死亡率都非常高；而管鼻藿（Fulmars）與其他海鳥的繁殖周期則非常寬泛，它們在一生中各個時期面臨的死亡風險也都相似。

人類和亞洲象的壽命比較長，並且在進入老年之前的死亡風險都相對較低，但是人類和亞洲象的可繁殖年齡段都相對較短。因為他們的青少年時期較長，而且在整個生命周期中，失去繁殖能力後的生存時間也比較長。這兩個物種與澳大利亞淡水鱷魚有著相似的壽命，但鱷魚有完全不同的繁殖策略，它的繁殖在整個生命周期中相對均勻地分布，但是幼年淡水鱷生長到成年並繁殖的機率比較低。

生命周期多樣性之謎

為什麼動物的生命周期變化如此之大？長期以來，這一直是科學家們努力尋求解決的一個重要難題。其中的原因是了解為什麼動物會以不同的速率衰老、繁殖和生長，這可能既有助於闡明衰老本身的演變，也有助於確定物種將如何應對全球環境變化。

在這項研究中，科學家們使用種群數據來比較從海綿動物到珊瑚，從鮭魚到海龜，從禿鷲到人類的各種物種的詳細生命周期。通過分析121個物種的生命周期，科學家們指出，動物特定的生態和生理與特定的生命周期相關。

圖片來源：《Nature Ecology & Evolution》

該研究通訊作者、愛爾蘭國立大學自然科學學院Ryan研究所和都柏林聖三一學院的Kevin Healy博士說：「當繪製動物生命周期的範圍時，我們發現，它們遵循的是普遍模式。無論是海綿動物、魚類還是人類，生命周期通常都可以用兩件事來衡量：一是生長得有多快，二是繁殖和死亡機率在一生中的分布情況。正如我們所料，代謝率低、生活方式慢的物種與較慢的生命周期有關。這是有道理的。如果你每秒消耗的能量不是太多，你的生長速度就會受到限制。同樣，那些不經常走動的動物，比如海綿動物或生活在海底的魚類，緩慢的生活節奏很有意義，因為這些動物需要等待食物送上門。」

對物種保護的啟示

科學家們還通過尋找動物的生命周期與其在世界自然保護聯盟（IUCN）瀕危物種紅色名單上的位置之間的聯繫，研究了特定的生命周期是否會使動物更容易受到生態威脅。

該研究共同通訊作者、聖三一大學動物學系主任、動物學教授Yvonne Buckley說：「我們發現，這121個物種的滅絕風險並不局限於特定類型的生活史。儘管這些動物維持種群的方式截然不同，但它們面臨著相似程度的威脅。特定物種，如奇努克鮭魚或淡水鱷，在其生命周期死亡率和繁殖率分布方式上的差異，要大於它們生命節奏上的差異。這對於我們要保護的動物種群的信息非常重要，因為這表明，促進動物繁殖或者在動物死亡率和繁殖率更高的時候施加影響，比簡單地延長動物壽命更加有效。」

該研究合著者、牛津大學的生態學助理教授Roberto Salguero-Gómez博士說：「這項比較研究是建立在之前的研究基礎上，我們對植物王國生命結構的基本假設進行了測試。它突出了動物和植物在生存和適應不同環境方面的重要共性。事實上，生命史理論中的經典著作預測了一種構建生命策略的單一方式。我們對植物的研究以及現在對動物的研究表明，可能性的範圍比之前認為的要廣泛得多。」

這項研究使用的寶貴動物統計學數據由Salguero-Gómez博士和南丹麥大學生物系助理教授Owen Jones領導的一項研究提供，這些數據為研究提供了新穎的方式去探索不同物種為在環境中生存所採用的最常見策略，同時使用統計學模型預測哪些物種將在氣候變化過程中勝出或落敗。

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