万种鸟基因组计划续写“企鹅的故事”DNA“时光机”回溯南极生态之变

本报讯人类文明在最近6000年里蓬勃兴起，作为“地球冰箱”的南极洲，其生态系统也在其间悄然演变。昨天，武汉华大生命科学研究院、浙江大学生命演化研究中心与澳大利亚阿德莱德大学等国内外科研机构共同组成的“万种鸟基因组计划”研究团队在《自然—通讯》上发表最新研究成果:通过对沉积古DNA的研究，他们从南极企鹅生态网的空间分布变化中窥见了6000年来的南极生态之变。

南极大陆位于地球的最南端，约在3400万年前逐渐形成冰盖，成为地球的巨型“冰箱”。有研究表明，DNA在如此寒冷环境中的降解速度较慢，因此古DNA就成了回溯南极生物多样性变化的“时光机”。

研究团队在南极洲罗斯海沿岸收集了来自不同采样点的156份地层沉积物样本，在对样本进行古DNA提取和分析后，最终确认超过500万条的序列来自真核生物，其中约76%来自企鹅等后生动物。事实上，随着南极生态系统的演变，阿德利企鹅以其独特的生存方式成为南极的象征之一。

当然，阿德利企鹅并非南极的独居“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:一方面，企鹅是小型海洋动物的捕食者，如企鹅捕食磷虾、南极银鱼、南极鳕鱼等；另一方面企鹅也被其他动物捕食或干扰，比如贼鸥常在企鹅群落附近筑巢，是企鹅“宝宝”的天敌。

研究发现，不同时间、地点，企鹅食物类群占比各异。例如，在罗斯海南部地区，企鹅们会吃更多的鱼，北部地区的企鹅更偏爱磷虾，而在现存企鹅栖息地附近，磷虾占比较多。作为海洋食物链的基础，浮游生物的变化也记录着南极过往的生态演替。比如，纤毛虫在罗斯海中部和南部的企鹅活跃地区更常见，其他区域则较少见。

有意思的是，南象海豹与企鹅曾出现过演替。在距今约1400年的晚全新世，温暖的气候使海豹得以生活在更南边的哈利特角地区。随着气候变冷和海冰增加，海豹逐渐退出了该地区，这里也逐渐被更耐寒的阿德利企鹅占据。这表明气候变化引起了物种栖息地的收缩和扩张，也提示了南极生态系统对气候变化的敏感性。

据介绍，研究团队并非第一次将目光聚焦于南极。两年前，该团队以古今结合的方式整合了化石、古气候、基因组信息，揭示了企鹅6000万年来在大时间尺度上的物种演化历程和对极端环境的适应机制。这一次，他们尝试在更小时间尺度上探索新问题，展示了利用DNA“时光机”来研究南极生物多样性时空动态的巨大潜力。如今，南极企鹅的故事还在继续，它们的遗传密码记录着过去，也指引着未来。

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