一場持續數十年的鮑魚瘟疫消滅了99%黑鮑，為什么它們還沒滅絕？

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

黑鮑。?Buzz Owen，IUCN紅色名錄

【海潮天下·導讀】科研人員成功從59個跨越1500年的黑鮑（Black abalone）貝殼中提取古DNA，揭示了其在1980年代因疾病暴發導致種群數量銳減約99%后，基因組侵蝕效應出現顯著“時間滯后” ——雜合度和遺傳負荷在短期內未大幅下降。同時，研究發現自然選擇在近期作用于免疫相關基因，表明該物種有快速適應的潛力。該研究于2026年5月28日發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。

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出品 | 海潮天下

在一段長達1500年的時間尺度上，一種瀕危海洋軟體動物留下的貝殼，意外保存了一部關于種群興衰與進化響應的“基因檔案”。

最新發表于《美國國家科學院院刊》（PNAS）的一項最新研究顯示，科研人員成功從59枚不同年代的黑鮑（Black abalone，Haliotis cracherodii）貝殼中提取古DNA，重建了這一物種在災難性種群崩潰前后的遺傳變化歷程。

他們的研究結果表明，即便經歷了20世紀末約99%的數量下降，其基因組層面的退化并未立即顯現，而是存在明顯的時間滯后；與此同時，自然選擇似乎又已經開始作用于部分免疫相關基因，顯示出種群對環境壓力的快速適應跡象。

▲上圖：黑鮑古基因組研究設計示意圖。圖中（A）本研究所測序的貝殼樣本（三角形）與現生活體標本（圓形）的地理分布；（B）所測序貝殼樣本的估計年齡中位數，其中縱軸對應圖A中的緯度位置，橫軸上的色帶則指示了這些個體存活時當地處于活躍狀態的漁場。圖片攝影：Michael Ready，圖片制作：Brock Wooldridge

獲取約1500年前至今的遺傳數據

黑鮑是北美太平洋沿岸特有的大型海洋腹足類動物，歷史上廣泛分布于從加利福尼亞到墨西哥下加利福尼亞半島的巖礁潮間帶。

20世紀80年代中期，一種被稱為“枯萎綜合征”（withering syndrome）的疾病迅速蔓延。這種疾病由立克次體樣病原體引發，會導致鮑魚消化系統萎縮、體重下降并最終死亡。

短短數十年間，許多地區的黑鮑種群幾乎消失，美國于2009年將其列入聯邦瀕危物種名錄。

從保護遺傳學的角度來講，一個長期存在的問題是，當種群數量驟降到極低水平后，基因組會以多快的速度發生退化？理論上，個體數量減少會增強遺傳漂變效應，使遺傳多樣性逐漸流失，并導致有害突變積累。不過，這一過程究竟會在幾十年內顯現，還是需要更長時間，一直是缺乏直接證據的。原因在于，大多數研究只能比較現代種群之間的差異，而難以獲得種群崩潰之前的遺傳基線。

貝殼中的古DNA，給這一難題提供了新的研究材料。

過去，古DNA研究主要依賴骨骼、牙齒或沉積物樣本，而海洋軟體動物留下的大量歷史貝殼長期被認為DNA保存條件較差。此次，研究團隊利用博物館收藏和考古遺址中的黑鮑貝殼樣本，獲得了從約1500年前到現代的遺傳數據，相當于直接跨越了種群崩潰事件本身，對同一種群進行了“前后對照”。

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▲生活在巖石海岸潮間帶的極危物種黑鮑（Haliotis cracherodii）。其外殼呈深藍色或黑色，表面光滑，通常長有5至9個用于呼吸和排泄的呼吸孔。由于歷史上的過度捕撈以及20世紀80年代暴發的枯萎綜合征（withering syndrome），其種群數量銳減了約99%。圖片來源：美國聯邦政府公共領域資源（marine.gov），公域

基因組侵蝕的時間滯后效應

這個研究結果，揭示了一種出人意料的現象。

盡管黑鮑數量在疾病暴發后下降約99%，但種群整體雜合度并未出現預期中的急劇降低。一般來講，“雜合度”被視為衡量遺傳多樣性的重要指標，其下降，往往意味著近交增加、適應潛力減弱。

與此同時，研究人員也沒有發現遺傳負荷在短時間內顯著上升。所謂遺傳負荷，是指種群中潛在有害突變積累所帶來的適應度損失風險。

這種現象，被研究人員稱為“基因組侵蝕的時間滯后效應”。

換言之，種群數量的崩潰，并不會立刻在基因組層面留下同等幅度的痕跡。原因在于，遺傳多樣性的流失，主要通過世代間的隨機遺傳漂變逐步發生；但黑鮑屬于壽命較長、世代周期相對較慢的物種。對于這類生物來講，即使種群規模已經急劇縮小，許多歷史遺留下來的遺傳變異，仍可能在相當長的時間內保留于現存個體之中。

這一發現，對瀕危物種評估具有現實意義。

如今，生物多樣性保護工作中常常將種群數量下降與遺傳退化直接聯系起來，但該研究表明，兩者之間未必同步發生。種群數量已經處于危險水平時，遺傳多樣性可能仍保持在相對較高水平；反過來，若保護措施遲遲不到位，遺傳侵蝕也可能在未來數十年、至數百年內持續累積。因此，單純依據當前遺傳指標判斷種群狀態，可能低估長期風險，也可能忽略尚未喪失的恢復潛力。

黑鮑貝殼的背面（外殼）觀。其殼面呈現出特征性的光滑質感與深色外觀，殼一側排列著數個用于呼吸的開孔。?Jan Delsing / BioLib

近期自然選擇作用的證據

除了觀察到遺傳退化的滯后效應，研究還發現了另一條值得關注的信號。

比較了不同歷史時期的基因組數據之后，研究人員檢測到，部分免疫相關區域出現了近期自然選擇作用的證據。這意味著，在疾病持續存在的背景下，某些遺傳變異可能提高了個體的存活概率，并在種群中逐漸增加頻率。

需要指出的是，這并不意味著黑鮑已經獲得了對“枯萎綜合征”的全面抵抗能力。自然選擇能夠改變基因頻率，但其效果受到種群規模、遺傳背景以及環境條件等多重因素制約。不過，這些結果表明，即使經歷嚴重種群衰退，黑鮑仍然保留了一定的進化響應能力。換句話說，數量下降與適應能力喪失之間并不存在簡單的對應關系。

退一步看，這項研究其實也展示了古DNA技術在海洋保護生物學中的新應用場景。海洋生物往往缺乏長期監測記錄，而沿海考古遺址、自然沉積層以及博物館收藏中保存的大量貝殼，可給重建過去種群歷史提供一個獨特的窗口。將古DNA與現代基因組學結合起來，能追蹤種群數量變化，還可以直接觀察自然選擇、遺傳漂變和適應演化在真實時間尺度上的作用過程。

對于黑鮑而言，種群崩潰的遺傳后果或許尚未完全顯現，但進化過程并未停滯。隱藏在貝殼中的古老DNA顯示，這個曾經瀕臨消失的物種仍保留著部分歷史遺傳財富，同時也正在與持續存在的疾病壓力展開新的適應性博弈。該研究揭示的跨越1500年的遺傳記錄，讓今人得以同時看到種群衰退留下的延遲陰影，以及自然選擇仍在發揮作用的現實軌跡。

▲生活在巖石海岸潮間帶的極危物種黑鮑。圖源：公域

感興趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的原文：

T.B. Wooldridge, J.D. Kapp, S.M. Ford, W.E. Seligmann, H.C. Conwell, T. Tzadikario, J. Oppenheimer, Z.G. Anderson, A. Le Moan, A. Abadía-Cardoso, P. Raimondi, & B. Shapiro, Ancient DNA from shells reveals delayed genomic erosion and rapid immune adaptation in the critically endangered black abalone, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (22) e2600483123, https://doi.org/10.1073/pnas.2600483123 (2026).

基因組侵蝕（Genomic Erosion）

基因組侵蝕是指種群數量長期下降后，由于遺傳漂變、近交和自然選擇效率下降等原因，導致遺傳多樣性減少、有害突變積累以及適應能力下降的一系列遺傳學過程。它并非單一指標，而是包括雜合度降低、等位基因丟失、近交增加和遺傳負荷上升等多個方面。

這是上面這個黑鮑研究最核心的概念。科學家關注的核心問題正是：種群在20世紀80年代暴跌約99%后，是否已經出現明顯的基因組侵蝕。結果發現，侵蝕過程并未立即發生，而是表現出顯著的時間滯后。

遺傳負荷（Genetic Load）

遺傳負荷是指一個種群中有害突變累積所造成的平均適應度損失。簡單來說，就是種群基因組中“有害變異”的負擔程度。遺傳負荷是理解瀕危物種長期滅絕風險的重要指標，也是保護遺傳學中的經典概念。

正常情況下，自然選擇會不斷清除有害突變。但當種群規模變小時，遺傳漂變會變得更強，一些原本應被淘汰的有害突變可能隨機保留下來，從而提高遺傳負荷。這個黑鮑研究的重要發現之一是：盡管種群數量經歷災難性下降，但遺傳負荷并未在幾十年內顯著增加。這意味著數量崩潰與遺傳質量惡化之間并非同步發生，而存在時間差。

快速適應（Rapid Adaptation）

快速適應是指自然種群在較短時間尺度內（通常為數代~數十代）通過自然選擇改變基因頻率，從而提高對環境壓力的適應能力。

傳統觀點認為，大規模種群崩潰會削弱進化潛力，因為遺傳多樣性減少后，可供自然選擇利用的變異也會減少。但這項研究發現，黑鮑部分免疫相關基因區域出現了近期選擇信號，表明疾病暴發后，自然選擇仍在發揮作用。

換句話說，即便種群規模極小，只要保留足夠遺傳變異，種群仍可能對病原體等環境壓力產生適應性響應。

思考題·拓展思維
Q1、長期以來，種群規模下降被視為滅絕風險升高的直接信號。但這項研究顯示，數量崩潰與遺傳崩潰之間可能存在數十年、甚至更長時間的滯后。那么你覺得，如果一個物種的數量已經下降99%，但基因組尚未明顯退化，那么究竟應該把“種群數量”還是“遺傳健康”作為評估滅絕風險的首要指標？現在的做法可以改善嗎？
Q2、基因組侵蝕的時間滯后，是物種恢復的“機會窗口”呢，還是一種容易被誤判的“遺傳幻象”？
Q3、當種群規模極度縮小時，自然選擇vs遺傳漂變之間，到底是誰在主導進化呢？
Q4、如果疾病能夠在幾十年內塑造新的適應性基因組合，那么，未來氣候變化帶來的選擇壓力，是否也可能在類似時間尺度內重塑瀕危物種的基因組？

本文參考資料
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2600483123
https://www.iucnredlist.org/species/41880/78775277

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論文出處 | Wooldridge, T. Brock, et al.(2026)

文 | 王海詩

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年6月

海潮天下

王海詩.一種疾病消滅了99%的黑鮑，為什么它們還沒滅絕？古DNA發現一個意外現象.海潮天下.2026-06

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