為什么壽命越長的動物，反而越能抗住環(huán)境劇變？|海潮天下·前沿

斑海豹（Phoca largha）的最高壽命一般在30~35歲之間。在自然環(huán)境下，斑海豹幼崽在出生后第一年的夭折率較高，約為45%。如果成功度過幼年期并成長至成年，它們通常可以活到30年以上。?余煉 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

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出品 | 海潮天下

面對全球氣候變暖帶來的極端天氣，地球上的動植物正經(jīng)歷著嚴(yán)峻的生存考驗。長期以來，生物學(xué)界普遍存在一個擔(dān)憂，那些生命周期漫長、世代更替動輒需要幾年、甚至數(shù)十年的長壽物種，比如大熊貓、非洲象或千年巨杉，在劇烈的環(huán)境變遷面前，可能由于進(jìn)化速度太慢而率先走向滅絕。相比之下，一年繁衍十幾代的昆蟲、微生物，似乎更容易通過快速積累有利突變來適應(yīng)新環(huán)境。

但是，美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校的科研團(tuán)隊在2026年5月的《美國自然學(xué)家》（The American Naturalist）期刊上發(fā)表了一項顛覆性的研究成果，他們借助數(shù)學(xué)模型和計算機模擬證明，長壽物種在抗擊環(huán)境劇變時擁有獨特的生物學(xué)優(yōu)勢。

這項研究的核心，在于重新評估了“進(jìn)化拯救”在不同壽命物種中的運作機制。進(jìn)化拯救是指當(dāng)環(huán)境發(fā)生不利突變時，自然選擇篩選出種群中那些天然具備耐受基因的個體，借助它們的高生存率和繁殖率來延續(xù)種群。

研究人員斯科特·諾德斯特羅姆、布雷特·墨爾本教授最初用短壽命的擬谷盜昆蟲進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)短壽命物種高度依賴種群初始的基因多樣性來實現(xiàn)快速進(jìn)化。但在將研究范圍擴(kuò)大到長壽物種并建立模擬復(fù)雜的生態(tài)模型后，他們發(fā)現(xiàn)，長壽物種體內(nèi)隱藏著一種被稱為表型與基因“解耦”的奇特生存策略。

這種策略的本質(zhì)是環(huán)境引發(fā)的非基因性狀改變，在長壽物種的特定生存周期內(nèi)發(fā)揮了關(guān)鍵的緩沖作用。

▲上圖：美洲短吻鱷（學(xué)名：Alligator mississippiensis），是一種廣泛分布于北美洲的爬行動物，又稱密西西比河鱷或密河鱷，是西半球的一種大型鱷魚物種，同時也是鱷科動物中排名第九大的物種。上圖為其頭骨模型（北京動物園）。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

以美洲短吻鱷為例，某只短吻鱷的基因原本決定其成年體重要達(dá)到600磅，但如果它在幼年時期恰逢嚴(yán)重干旱，食物匱乏導(dǎo)致其發(fā)育受阻，最終成年體形可能只有400磅。這種因環(huán)境隨機事件造成的“發(fā)育不良”，在隨后遭遇的高溫干旱酷暑中反而變成了生存優(yōu)勢，因為較小的體型對能量和水分的需求更低，散熱也更快。

對于擬谷盜（Flour beetle，Tribolium，一種常見的倉儲害蟲）這類壽命僅有一個月的短壽命昆蟲而言，這種因后天環(huán)境造成的體型變異毫無意義。短壽命動物交配一次產(chǎn)卵后生命就宣告結(jié)束了，由于這種體型縮小并非由基因決定，它們的后代無法繼承這種體型優(yōu)勢，種群數(shù)量在環(huán)境惡化時會立即出現(xiàn)斷崖式下跌。但短吻鱷的壽命長達(dá)50年，這意味著一個種群中在同一時期內(nèi)，會大量并存這種因環(huán)境催生的、體型偏小的成年個體。

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▲上圖：大熊貓。張佳偉 攝影

這些具有生存優(yōu)勢的個體，能夠共同存活幾十年，從而在物理上維持了整個種群的基本規(guī)模，極大地減緩了種群數(shù)量的衰退速度。在生物學(xué)中，這被稱為改善了種群統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)。在這段“爭分奪秒”的延緩沖擊期內(nèi)，大自然選擇有足夠的時間去篩選和積累那些真正能夠在基因?qū)用嫔峡购飧邷氐膬?yōu)質(zhì)突變。換言之，長壽物種不僅僅依靠世代之間的基因進(jìn)化來死里逃生，它們依靠同一世代內(nèi)部因環(huán)境塑造的表型多樣性來強行“續(xù)命”，為基因進(jìn)化的最終趕上爭取到了寶貴的時間窗口。

這一發(fā)現(xiàn)，打破了過去將進(jìn)化拯救完全等同于基因迭代的傳統(tǒng)思維，表明長壽物種的種群統(tǒng)計學(xué)特征，本身就是對抗滅絕的重要武器。

雖說這項研究并不能保證大熊貓、美洲野牛等所有瀕危長壽物種都能在未來的氣候變局中高枕無憂，但至少，它在科學(xué)層面上證實了，世代更替慢并不等同于滅絕速度快。在生態(tài)保護(hù)和瀕危物種管理的工作中，評估一個物種的滅絕風(fēng)險，必須將這種由長壽命帶來的世代內(nèi)緩沖機制納入考量。

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文 | 朱瀟瀟

審核 | Linda

排版 | LXY

時間 | 2026年6月

歡迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn

【參考資料】
感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Longevity Hinders Evolutionary Rescue through Slower Growth but Not Necessarily Slower Adaptation
https://www.journals.uchicago.edu/doi/10.1086/739606
https://www.colorado.edu/asmagazine/2026/06/09/can-evolutionary-rescue-help-even-long-lived-species-going-extinct

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