在地球上最偏远的岛屿之一发现了一种“新”企鹅物种

基因研究揭示了四种不同的巴布亚企鹅物种,其中包括来自凯尔盖朗群岛的新发现物种。科学家警告说,气候变化可能会危及几个孤立岛屿的人口。帝企鹅可以长到约 4 英尺(1.2 米)高,是最著名的企鹅物种,但南半球还生活着其他 17 种企鹅。 [...]

来源:SciTech日报

基因研究揭示了四种不同的巴布亚企鹅物种,其中包括来自凯尔盖朗群岛的新发现物种。科学家警告说,气候变化可能会危及几个孤立岛屿的人口。

帝企鹅可以长到约 4 英尺(1.2 米)高,是最著名的企鹅物种,但南半球还生活着 17 种其他企鹅物种。许多人居住在科学家很少访问的偏远岛屿上,这使得对它们进行研究变得困难。

这种与世隔绝或许可以解释为什么研究人员忽视了凯尔盖朗群岛(法语中也称为荒凉群岛)上的一种全新的巴布亚企鹅。这些岛屿距最近的永久有人居住的陆地近 2,000 英里(3,220 公里)。

由智利和加州大学伯克利分校科学家领导的国际研究小组在《通讯生物学》杂志上发表的一篇论文中宣布了这一发现。它标志着一个多世纪以来第一个新命名的企鹅物种。

遗传证据表明,科学家曾经认为是一个广泛分布的巴布亚种,实际上是由四个不同的物种组成。其中一只仍然被隐藏起来,因为它与其他巴布亚企鹅非常相似,具有相同的黑色背部和白色底面,有助于鸟类躲避捕食者并在海洋中有效捕猎。

除了体型和发声方面的细微差别外,新发现的企鹅与其他巴布亚企鹅几乎一模一样。研究人员将其归类为神秘物种,因为尽管存在重大的遗传分离,但仍存在细微的物理差异。

鉴定出四种不同的巴布亚企鹅物种

研究人员还确定,之前公认的三个巴布亚种亚种在基因上是独一无二的,足以符合完整物种的资格。

随着气候变化重塑南极和亚南极栖息地,新发现的东南巴布亚企鹅 Pygoscelis kerguelensis 以及其他两种巴布亚企鹅的未来仍然不确定。只有南部的巴布亚蜥蜴(现在被称为Pygoscelis ellsworthi)似乎可能避免重大伤害,甚至可能从南极洲扩大的活动范围中受益。

“当然,在南极洲,其他物种,而不是巴布亚企鹅,都受到气候变化的威胁,”该论文的资深作者之一、智利圣地亚哥安德烈斯贝洛国立大学生态系统和环境学教授朱莉安娜·维安娜 (Juliana Vianna) 说。 “但巴布亚企鹅最受关注的是亚南极地区”,该地区位于南极洲北部,由许多国家管辖,包括智利、南非、法国、荷兰、澳大利亚和新西兰等。

“所有不同国家的保护机构都必须认识到并采取适当行动来拯救这三种巴布亚企鹅,这一点非常重要,”她补充道。

基因组分析解决了企鹅分类学争论

Vianna 和加州大学伯克利分校的资深作者 Rauri Bowie 以及智利大学的 Elie Poulin 召集了来自多个国家的企鹅专家,对巴布亚企鹅进行了一项新的基因组研究。一些科学家此前曾提出多达六个巴布亚种亚种,尽管研究人员长期以来一直不同意这种分类。

这项新研究代表了广泛的科学共识,基于从 10 个繁殖群收集的 64 只企鹅的全基因组序列。采样首次覆盖了巴布亚企鹅的几乎整个地理范围。研究人员还比较了身体特征,如颜色、发声、繁殖时间表、饮食和进食行为。

“可能没有哪种企鹅的分类学比巴布亚企鹅受到更多争议了,”加州大学伯克利分校脊椎动物学博物馆馆长鲍伊说。 “一百多年来,关于有多少个物种或有多少个亚种一直存在争议。本文所做的就是尝试使用尖端的综合方法来解决这个问题。”

企鹅的进化和南极扩张

Bowie 和 Vianna 合作研究企鹅进化和多样性已近十年。 2019 年,他们发表的研究表明,企鹅在大约 2200 万年前首次出现在澳大利亚和新西兰周围。帝企鹅和王企鹅后来分裂成不同的群体,占领了​​南极洲和亚南极地区。

大约 1200 万年前,环极洋流的发展帮助其他企鹅物种在整个亚南极地区传播。企鹅最终在孤立的岛屿上定居,并向北扩展至非洲和南美洲的部分地区。

巴布亚企鹅与许多其他企鹅物种不同,因为它们的饮食非常多样化,几乎以它们在水下捕获的任何东西为食。随着磷虾数量的减少,这种灵活性已成为一种优势。帝企鹅和阿德利企鹅等饮食更为特殊的企鹅的数量正在减少,而南极半岛的巴布亚企鹅数量却在持续增长。

隔离和饮食推动巴布亚物种形成

研究人员认为,这种适应性强的摄食行为也促进了新物种的进化。由于巴布亚企鹅通常在筑巢地附近觅食,并且每年都会返回同一繁殖地,因此孤立的种群逐渐形成了独特的行为和生态特征。

在过去的 30 万到 50 万年里,这些孤立的岛屿种群进化成了独立的物种。科学家表示,南极极锋造成了海洋温度和盐度的巨大差异,也限制了动物的活动并加剧了这种分离。

在极地锋线以北,温暖且咸度较高的水域是东部谱系Pygoscelis taeniata(分布于克罗泽岛、马里恩群岛和麦格理群岛)以及北部谱系Pygoscelis papua(分布于南美洲附近的福克兰/马尔维纳斯群岛和马蒂略群岛)的家园。

新发现的东南部谱系,Pygoscelis kerguelensis,在凯尔盖朗岛和极地锋附近的赫德岛附近进化。前线以南生活着南方谱系Pygoscelis ellsworthi,这是最大的巴布亚种群,分布在南极半岛、南极洲沿海和南乔治亚岛。

Gentoo 种群的遗传适应

这项基因组研究由智利大学研究生 Daly Noll 领导,分析了比早期研究更广泛的基因,并检查了数千个单核苷酸多态性 (SNP)。结果显示了每个物种如何从基因上适应其环境。

例如,生活在南极洲的南巴布亚企鹅拥有更多与产热、脂肪储存和光感知相关的基因。研究人员认为,这些特征有助于它们在极端寒冷、季节性日光变化和反光冰环境中生存。

东部巴布亚企鹅表现出更多与高效碳水化合物代谢和潜水能力提高相关的基因。这些遗传特征与氧气运输、血管生长、线粒体功能和肺部发育有关,所有这些都可能支持在营养贫乏的海洋中进行更长时间的潜水。

气候变化威胁亚南极企鹅

与此同时,南美洲的北部巴布亚种群显示出与消化、心脏功能和肌肉活动相关的遗传模式。研究人员表示,这些变化可能有助于维持在水中的长时间觅食。

为了预测气候变化如何影响巴布亚企鹅,科学家使用气候模型来估计到 2050 年哪里可能存在合适的栖息地。在适度变暖的情况下,亚南极岛屿物种可能会失去其当前岛屿上的所有宜居条件,附近几乎没有替代品。

然而,随着帝企鹅、阿德利企鹅和帽带企鹅因海冰萎缩和磷虾数量减少而数量减少,南极物种可能会进一步扩展到南极洲。

Vianna 指出,许多非南极企鹅还面临着日益严重的威胁,这些威胁包括海洋变暖、栖息地破坏、老鼠和狗等捕食者、与商业捕鱼作业的竞争以及渔网中的意外捕获。

“就气候变化而言,人口规模非常低的岛屿物种可以与亚南极地区的巴布亚企鹅进行比较,”她说。 “加拉帕戈斯群岛和其他岛屿企鹅物种,因为它们是这些岛屿的特有物种,在环境发生变化后将无处可去。这些岛屿非常孤立,这些企鹅无法轻易适应在任何其他地区定居。”

全基因组测序促进保护研究

Bowie 表示,为该研究收集的大量基因组数据集可以支持更多的保护研究。维安娜已经在利用企鹅基因组来寻找与幸存的禽流感相关的遗传特征,禽流感目前正在影响世界各地的企鹅、鸟类和哺乳动物。这些发现可以帮助科学家确定最容易感染这种疾病的人群。

“全基因组测序不仅改变了我们从事物多样化的角度看待适应的能力,而且它具有非常重要的保护价值,”鲍伊说。

参考文献:“综合证据揭示了巴布亚企鹅的适应性分化和物种形成”作者:Daly Noll、Jane Younger、Luis R. Pertierra、Michelle Greve、Eduardo J. Pizarro、Fabiola León、Debora Y. C. Brandt、Joshua Tyler、Gemma Clucas、Hila Levy、W. Brian Simison、Julie McInnes、Pierre Pistorius、Céline Le Bohec、Francesco Bonadonna、Phil N. Trathan、Andrés Barbosa、Andrea Raya Rey、Gisele P. M. Dantas、Rauri C. K. Bowie、Elie Poulin 和 Juliana A. Vianna,2026 年 4 月 23 日,通讯生物学。

DOI: 10.1038/s42003-026-10081-7

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