地松鼠的粪便里，竟然有猛犸象的DNA
欢迎收看自然小喇叭栏目的第110期，在过去的半个月里，我们搜罗了以下值得一看的自然新闻和研究：
1）海底发现巨大鲸类墓地，最早距今526万年
2）全世界只剩一株的植物，新种子发芽了
3）人类改造河流，鱼类也会进化适应
4）古代地松鼠的便便，里面有猛犸象DNA
5）最稀有的大型类人猿，因为暴雨消失了7%
6）海岛上的地震仪，测出了布氏鲸的声音
鲸类墓地
印度洋海底有个地方，几百万年来一直不断堆积鲸的尸体，如今已经成了一片巨大的墓地。
这片墓地位于迪亚曼蒂纳带，在澳大利亚和南极洲之间，水深4200～7000米。2023年初，中国科学院的团队坐着奋斗者号潜水器下潜，发现深处有鲸类化石。之后，他们又下潜32次，共发现了476处鲸类化石；还发现了5处仍活跃着的鲸落，这是鲸死后沉到海底、慢慢被各种生物分解所形成的小型生态圈。
鲸类墓地发现点 | 参考资料[1]
这片区域绵延1200公里，是目前已知规模最大、最深、最古老的鲸类墓地。利用同位素测年法，科学家发现，最古老的骸骨距今526万年。化石里大多是喙鲸，它们长着像鸟嘴一样的吻部，特别擅长深潜，平时很少能被人类观测到。这些鲸骨历经几百万年不腐，是由于骨密度很高，骸骨密实到食骨蠕虫还没啃完，就先在表面裹上了一层矿物质外壳，将骸骨封了起来。
5处还活跃的鲸落也刷新了记录，最深的一处在海面下6700米，比此前的记录深了约2500米。骸骨上挤满了细菌、食骨蠕虫、蛇尾类等，密度高达每平方米2840个，很多是人类还没记录过的新物种。
于5610米深处记录到3米长的小鳁鲸鲸落 | 参考资料[1]
为什么偏偏是这片海域堆积了这么多鲸类骸骨？科学家有几个推测：一方面，这里深水鱿鱼和鱼类资源丰富，是喙鲸喜欢的猎场；另一方面，此处海底是个V形沟，鲸的尸体顺着地形滑下来，正好都汇聚到这里。再加上这一带沉积速度特别慢，一千年都积不起一厘米泥沙，骸骨长期裸露在外，才有机会慢慢变成化石。
保存濒危种子
全世界只剩一株野生个体的植物，正靠着绳索悬在崖壁上。
它的学名叫Dendroseris neriifolia，是菊科苦苣菜属苦苣木亚属的植物，原产于智利的胡安·费尔南德斯群岛。苦苣木亚属共有11个物种，全部都只见于这个群岛，其中已经有1种野外灭绝，4种极危，6种濒危。Dendroseris neriifolia属于极危，野外只剩一棵，卡在鲁滨逊岛的峭壁上，靠绳索拉着才不会掉下去。（鲁滨逊岛因《鲁滨逊漂流记》得名，小说主角原型曾在此岛流落四年。）
采集最后一颗树的种子 | Gonzalo Rojas
每年3月种子成熟，工作人员会爬上树干，在树枝下面张开网来采集种子。今年收集了约400粒，其中29粒被送往英国邱园的千年种子库，这是它的种子第一次进入任何一家种子库。X射线检测显示，其中有25粒种子有发芽的潜力，目前已有8株幼苗萌芽，其中3株会被送往苏格兰的一家植物园培育。
由于长期的地理隔离和繁殖限制，这颗树约九成的种子都没有活力。人工栽培的个体之间存在杂交，所产的种子也没法用于野外复育。科学家的目标是先把幼苗养大，待其开花结果再积累种源，为日后的野外重新引入做准备。
采集到的珍贵种子 | Gonzalo Rojas
这棵树的消亡还关系到其他物种的命运。同样极危的火冠蜂鸟（Sephanoides fernandensis）以苦苣木亚属植物的花蜜为食物来源之一，也是它们重要的传粉者，两者的命运紧紧捆绑在一起。
鱼类适应人为河流
人类在改造河流，而鱼类在随之进化。
比利时的德梅尔河是一条高度受人为调控的河流，全长85公里，有多处水坝和水闸调控。最近一项研究中，科学家关注了这条河里的三刺鱼，这是一种体长只有几厘米的小型淡水鱼。他们从不同河段的11个种群捞鱼，并记录下这些地点的流速、水深和河道形态，再对鱼做基因检测，看哪些基因随着水流条件发生了变化。
比利时德梅尔河的水利设施 | Colin Rennie
结果发现，不同地点的三刺鱼之间出现了12个遗传分化位点，功能几乎都与神经和感觉系统有关。侧线系统是鱼类的感觉器官，相当于皮肤上密布的微型流速传感器，可以感知水流的方向、速度和压力变化。人工调控改变了河流后，感知能力更适配新条件的鱼类个体活了下来，种群基因随之发生偏移，不同河段的种群也积累了各不相同的遗传变化。
三刺鱼（Gasterosteus aculeatus） | JaySo83
这样的快速进化，在其他地区的鱼类身上也发生着。比如挪威埃拉河的大西洋鲑，在河流调控后的30年里，它们体重缩到了原来的三分之一，还出现了相应的基因组变化。
这让现有的河流保护工作出现了一个新问题。一般默认鱼类的生物特征是固定不变的，鱼类的保护方案也以此为前提来设计。但如果鱼一直在悄悄演化，那按照旧数据设计的鱼道，在若干年后可能就对不上号了。
古老粪便
在北极地松鼠的古老便便里，竟然有猛犸象的DNA。
北极地松鼠（Urocitellus parryii) | Government of Yukon
加拿大育空地区的永久冻土里，冻着很多地松鼠留下的粪化石，年代可以追溯到3万～70万年前。最近，科学家从这些古老的便便里拼出了多个线粒体基因组，里面包括猛犸象、西伯利亚野牛、马等动物，还检测到了灰狼和大型猫科动物——可能是美洲狮，也可能是已经灭绝的北美猎豹。除了这些动物，粪化石里还有200多个植物类群、各种真菌和细菌的DNA。
地松鼠的便便里内容这么丰富，有两个原因：一方面，它们是机会主义的杂食动物，腐肉、虫子等逮到什么吃什么；另一方面，它们还是狂热的囤积者，会把能找到的种子、骨头碎片等全都一并带回洞穴里囤起来。这样一来，这些便便和洞穴贮藏就像一个小型生态档案，保存了周围生物群落的DNA线索。
古代北极地松鼠的便便颗粒 | Duane Froese / University of Alberta
这片区域在冰河时代是白令陆桥地区。当时海平面较低，亚欧大陆和北美大陆相连，猛犸象、西伯利亚野牛和野马在这里穿梭。随着气候变化，白令海峡重新淹没，那段历史跟着沉入水下，但在今天的育空永久冻土中，我们还可以通过这些古老的便便看到当时的景象。
稀有猩猩死亡
世界上最稀有的大型类人猿，因为4天的暴雨而消失了7%。
受害者是打巴奴里猩猩。它们体型中等，毛色棕红，雄性留着一把长胡子。这是目前最晚被科学界正式确认的大型猿类物种——直到2017年，它们才被认定为猩猩属的第3个独立物种。正式命名的时候，它们的数量估计只剩不到800只，几乎都生活在印度尼西亚苏门答腊岛的巴丹托鲁（Batang Toru）。
打巴奴里猩猩（Pongo tapanuliensis）| Tim Laman / Wikimedia Commons
去年11月，热带气旋森亚尔（Senyar）横扫苏门答腊，在4天内向巴丹托鲁倾倒了大约560毫米降水。大规模的山体滑坡随之而来，卫星图像显示出大约5万处滑坡痕迹，约8300公顷的森林遭到破坏。
灾前和灾后的卫星图像 | 参考资料[5]
最近，科学家将灾难前后的卫星影像与种群密度数据结合，估算约58只打巴奴里猩猩在这次的灾难中死亡，数量占西部片区约11%，占全球总数约7%。当滑坡突然发生，树冠崩塌，猩猩几乎没有逃脱的机会。这还只是保守估计，尚未计入崩塌波及范围之外的伤亡，以及后续食物短缺带来的影响。
令人担忧的是，打巴奴里猩猩每6～9年才生育一次，是繁殖速度最慢的哺乳动物之一。据分析，它们的每年死亡率一旦超过1%就足以将种群推向灭绝，而7%的损失可能需要10年甚至更长的时间才能恢复。与此同时，它们所在地的水电和金矿项目都在恢复运营，栖息地上来自人类的压力并没有解除。
地震仪记录布氏鲸
一台测地震的仪器，意外成了布氏鲸的录音机。
布氏鲸是国家一级保护动物，北部湾是中国唯一已知的稳定近岸种群所在地，近几年通过照片确认的个体超过70头。监测布氏鲸并不容易，船只调查会受到天气和白天的限制，水听器成本又高。
布氏鲸（Balaenoptera edeni）| Chainfoto / Wikimedia Commons
广西壮族自治区的研究团队想到了一个办法——试试斜阳岛上现有的地震仪。布氏鲸叫声频率极低，可以低至5赫兹，声波穿过海底岩石传入地壳后，地震仪反而比水听器更容易接收到这个频段。
为了从噪声中分离出鲸的声音，他们用了两种方法：首先是训练深度学习模型，在使用超170万条标注数据进行训练后，模型的准确率高达99%；后续研究中，他们还调用Meta的图像分割模型SAM，将声音转为声谱图后让AI以图像任务处理，准确率超过96%，还能找出人工处理时漏掉的叫声。
基于海岛地震仪的布氏鲸声学信号智能识别 | 新华社
地震仪还带来了出乎意料的发现。以往依靠人工调查，科学家以为这些鲸每年4月前后就离开北部湾了；现在却发现，布氏鲸的声音从1月一直持续到7月。当地渔民7月还在斜阳岛西南约38公里海域见过一头，和声音数据吻合。从叫声节律来看，鲸群在此期间可能正在交配繁殖。
这套方法最大的优势是可以直接利用现有的地震台站。全球地震活跃区到处布满了这类设备，稍加调整就可以用来监测鲸类叫声，而且地震仪全年在线，刮风下雨和夜里都照样工作，运维成本远比水听器更低。
作者：猫吞
编辑：麦麦
题图来源：Government of Yukon
原标题：《地松鼠的粪便里，竟然有猛犸象的DNA丨自然小喇叭》