在南极,阿德利企鹅以其独特的生存方式成为了那片土地的象征之一。不过,它们并非独居的“居民”,它们与许多其他生物共同构成了一个复杂的生态网络。我国科学家共同领衔的中外联合团队利用沉积古DNA技术对阿德利企鹅栖息地相关的陆地沉积物中的古DNA进行了评估,描绘了南极全新世中晚期罗斯海区域企鹅相关生态网络的变化和多样性模式,3月5日,该成果在《自然—通讯》发表。
阿德利企鹅与韦德尔氏海豹。Jamie Wood摄影
“DNA在寒冷环境中的降解速度较慢,因此古DNA可以较好地保存在南极沉积物中,这就像南极生态的时间胶囊,可以让我们追溯过去的信息。”论文共同第一作者、武汉华大生命科学研究院的周程冉博士介绍。
罗斯海沿岸是阿德利企鹅的传统栖息地,研究团队从那里收集了不同采样点、不同深度的156份地层沉积物样本,定年结果显示,它们的时间跨度大约6000年。在进行了古DNA提取,并利用我国国产测序仪DNBSEQ平台进行测序后,研究人员采用了一种最近共同祖先的方法,识别和推定了地层中蕴含的古基因片段来自动物、植物等生物,其中,约76%的真核生物数据来自企鹅等后生动物。
在重构的南极生态系统中,阿德利企鹅与许多生物共同构成了一个复杂的生态网络,包括企鹅捕食者南极贼鸥,被捕食者南极磷虾、南极银鱼等,食物链基础的海洋浮游生物、南极水熊虫等。
全新世中晚期南极罗斯海区域生物复原图。白鲸绘图
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有意思的是,不同区域阿德利企鹅的食性有所不同。论文通讯作者、浙江大学生命演化研究中心教授张国捷介绍,在罗斯海南部地区,阿德利企鹅会吃更多的鱼,而在北部地区它们更偏爱磷虾。鱼类的分布在不同时空也存在差异,过去4000年来,生活在浅水区的博氏南冰鰧的丰度在逐渐减少,而中上层水域的侧纹南极鱼的丰度则有增加。
张国捷认为,种种发现表明,“数千年的气候变化影响了企鹅食物链的组成与海洋生态系统的稳定”。
不仅如此,这项研究还发现,南象海豹与阿德利企鹅存在演替现象。在距今约1400年的晚全新世,较温暖的气温吸引海豹生活在哈利特角地区。可随着气候变冷和海冰的增加,海豹逐渐退出这一地区,该地区逐渐被适应寒冷的阿德利企鹅占据。
“气候和海冰变化影响了南极生物的分布与栖息地的可用性,这表明南极生态系统对气候变化的敏感性,也为预测未来极地生物的分布提供了依据。”论文共同通讯作者、阿德莱德大学研究员Jamie Wood表示。
两年前,该中外联合团队曾揭示企鹅六千万年演化历程和适应机制,此次研究则聚焦小时间尺度生态系统变化,揭示了沉积古DNA技术在重建南极地区过去生物多样性的潜力。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-025-56925-4
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