揭开南极尘封的“古生态密码”

 

　　“北极熊为什么不吃企鹅宝宝？ ”“因为企鹅宝宝在南极，跟北极熊根本见不着面！ ”电影《非诚勿扰2》里的对白，曾引发观众哄堂大笑。诚然，企鹅是南极标志性生物，是南极气候变化的“晴雨表”。
　　近日，中科大孙立广、谢周清课题组与美国北卡罗来纳大学斯蒂夫教授合作，发现南极罗斯海企鹅种群在小冰期增加，更新了早先“冷期企鹅数量减少”的认识，表明企鹅对气候变化响应的多样性。成果8月22日发表在著名学术期刊《自然·科学报告》上，自然网站、英国广播公司等国际著名媒体纷纷予以报道。
　　企鹅对气候响应的多样性表现在什么地方？给人类带来哪些启示？
　　南极，是一块神秘而梦幻的土地。为探索南极的奥秘，过去15年来，孙立广课题组对环南极地区开展了系统科学考察，足迹遍布中国的长城站、中山站，澳大利亚的戴维斯站，西班牙的胡安·卡洛斯一世站附近区域，研究发现企鹅数量在暖期增加、冷期减少是环南极无冰区的普遍现象，《自然》等多个国际核心学术期刊发表了他们的研究成果。
　　“在过去环南极无冰区研究中，我们发现一个有趣的现象。 ”孙立广说，那就是：在距今1800年至2300年的严寒期，企鹅数量锐减；在距今1400年至1800年的相对温暖期，企鹅数量增加；距今300年至500年的小冰期，企鹅数量又锐减。为何会出现这种暖期增加、冷期减少的现象？ “严寒会导致海冰增加，企鹅难以捕获藏在冰架下的磷虾，捕食困难，数量自然减少。相对温暖期，是企鹅的生态适宜期，这时候海冰部分融化，长在冰架上的冰藻繁盛，靠吃冰藻为生的磷虾众多，企鹅数量随之增加。 ”孙立广解释说。
　　然而，特别温暖的气候，又不适合企鹅生长。过去40年中，随着气候越来越温暖，南极罗斯海附近的企鹅不断减少。原因何在？ “这跟气候变暖和人类活动，可能均有关系。 ”孙立广表示，企鹅对气候变化的适应是多样的，除了气候变化的因素，地形、捕食环境、区域气候条件都可能对企鹅产生影响。总体而言，气候太温暖对企鹅生长不利，一方面温度大幅升高后，海冰大面积融化，长在冰架上的冰藻就会减少，随之磷虾减少，企鹅食料短缺，数量就会减少；另一方面，气候变暖后，降雨量、降雪量增加，也不适合企鹅孵化。
　　人类对真理的认识，总是在实践中不断深化。孙立广、谢周清课题组的最新研究成果，更新了早先“冷期企鹅数量减少”的认识。 “千年之寒”小冰期，被认为是过去千年中最寒冷的时期。近4年来，中美科学家在南极更高纬度的罗斯海美国麦克莫多站地区开展两次多学科联合科考，通过测定企鹅粪土层沉积物中的粪甾醇、胆甾醇、植醇等有机分子标志物，发现该地区从小冰期开始，海豹聚居区逐步转变为企鹅聚居区，海豹迁徙后企鹅聚集，数量急剧增加，并在小冰期时保持较高水平，而在之后的温暖时期反而有所减少。
　　这一“异常”现象，是否颠覆了已有结论？谢周清表示，这一“个案”有其特殊原因，不是颠覆、而是发展了原有结论。他分析这一现象时说，该地区气候寒冷时，南极冰原强烈的下降风吹开了海冰，形成众多的冰间湖，促进磷虾繁殖，为企鹅捕食提供了有利条件。同时，特殊的海湾地形为企鹅提供了避风港。气候转暖，企鹅分散迁徙，聚集地企鹅数量减少。 “这恰恰证明，企鹅的命运取决于它们对气候变化的"态度"和适应能力，不同种类的企鹅对气候变化的响应不同；同一种企鹅在不同地理环境下，对气候变化的响应也不同。 ”
　　当前，气候持续变暖，引发全球忧虑。在这一大环境下，企鹅对气候响应的多样性，对人类有何启示？谢周清认为，企鹅迁移是企鹅适应气候变化的一种策略，在气温继续升高的情况下，如果它们感觉不舒服，可以向更高纬的有利地区迁移。人类比企鹅高明，不仅可以迁移，还可以有更多的选择来应对气候变暖。值得一提的是，生态对气候变化的响应不是单一的，它受到人类活动、地形和生活环境的影响，气候变化不是决定生态的唯一因素。“对人类和企鹅来说，可怕的不是全球变暖，而是面对全球变暖束手无策。 ”
　　孙立广课题组独创的 “企鹅考古法”，揭开了南极尘封的 “古生态密码”。“下一步，我们将通过企鹅的羽毛和骨骼中的氮同位素，揭示历史时期企鹅食谱的变化及磷虾的数量变化；研究不同种类企鹅对气候变化的响应并比较它们的差别；从长远来看，还期望获得更早时期企鹅登陆南极的历史及其演化。 ”对于未来，孙立广充满信心。

    记者 桂运安