又产蛋又产奶的“可达鸭”，被大坝挡住了去路

鸭嘴兽大概是最奇特的动物之一，它们是少有的卵生哺乳动物，长着鸭子一般的脚蹼和嘴巴，却有一条和河狸一样的扁尾巴。也难怪最初见到鸭嘴兽标本的科学家，会怀疑这个“缝合怪”是人为恶作剧的产物。

然而，这些可爱的小怪物们，不仅因为气候变化等危机而数量下降，现在还有了一个新的“敌人”——大坝。

绘制于1799年的历史上第一张鸭嘴兽科学绘画，好像拉长了的可达鸭啊｜Frederick Polydore Nodder

神奇的鸭嘴兽，已是“近危”物种

鸭嘴兽生活在澳大利亚大陆，早在2500万年前就已经出现在地球上了，是鸭嘴兽科现存唯一的一个物种。

鸭嘴兽有着许多与现存其他哺乳动物不同的特征，例如它们没有演化出乳房和乳头，只能像“流汗”一样通过乳腺泌乳。而且，鸭嘴兽繁殖后代的方式是卵生，侧面证明了哺乳动物和爬行动物之间的演化关系，可以说是“活化石”。有奶又有蛋，一只鸭嘴兽自己就可以做蛋挞（误）。

刚刚破壳而出的鸭嘴兽幼崽 | Smithsonian Channel / Youtube

鸭嘴兽的奇特之处远不止如此。它们有10条性染色体，是大部分哺乳动物的5倍之多。雄性鸭嘴兽的后腿上长了一根有毒的尖刺，在争夺领地或配偶时可以释放毒液，攻击对手。它们的嘴巴上还布满灵敏的电流感应器，捕食时，可以通过猎物发出的生物电场来准确定位。而在紫外线的照射下，它们的皮毛甚至可以发出荧光。

同一只鸭嘴兽标本分别在可见光和紫外线照射下的照片，上排为背部，下排为腹部：在紫外线下，鸭嘴兽发出了荧光｜参考资料[2]

然而，自欧洲人在两个多世纪前定居澳大利亚以来，鸭嘴兽的数量已经下降了50%。导致鸭嘴兽数量下降的原因有很多——最初，人们因对动物皮毛的需求而猎杀它们；随着气候变化，越来越频繁的极端天气如干旱、火灾也直接威胁着鸭嘴兽的生存；环境污染、栖息地减少、入侵物种捕食、被渔民误捕等因素，也让它们变得岌岌可危。在国际自然保护联盟红色名录上，鸭嘴兽被列为“近危”物种。

而近日，发表于《通讯-生物》的一项研究表明，人类修建的大坝也严重威胁着鸭嘴兽的生存。

被大坝阻拦的族群，基因无法流动

为什么大坝会影响鸭嘴兽的生存呢？难道这些小可爱们会迷迷糊糊地自己跑去撞墙吗？事实上，大坝对鸭嘴兽的影响并不是在个体层面，而是影响了群体的移动，进而影响整个族群的生存。

鸭嘴兽的特点之一，就是有着和鸭子类似的脚蹼。在没有大坝的情况下，它们可以用脚蹼自由地在河流上下游之间活动。用这对看着有些笨拙的脚蹼，鸭嘴兽甚至可以翻过高达十米的堤坝。然而，澳大利亚的主要大坝的高度都超过了10米，这些踩着脚蹼的小动物们能不能翻越它们，一直是个谜。

鸭嘴兽的分布范围（黄色部分）与主要大坝（红点），此次的研究则在棕色框范围内｜参考先问[1]

为了回答这个问题，科学家们选择了澳大利亚的9条河流，提取了它们附近274只鸭嘴兽的DNA，并对每一条河流上下游的鸭嘴兽基因组成进行了对比。

如果鸭嘴兽可以自由地活动，上下游的种群基因就可以通过交配而流动、交换，基因组成不会有什么区别。反之，如果它们不能自由活动，上下游的鸭嘴兽便只能分别进行内部繁殖，基因也无法自由流动，久而久之，一些基因突变就会在单个族群内积累，最终让上下游的鸭嘴兽种群出现明显的基因差异。

研究结果发现，在没有大坝的情况下，分布于上下游的鸭嘴兽，基因并没有很大的差别；但如果有了大坝，它们的基因差别是前者的4～20倍之高。这证明大坝的确会阻止鸭嘴兽的移动，还影响了不同种群的基因组成。

这双鸭子一样的蹼，无法让它们游过超过10米的大坝｜Field Museum / flickr

这种对基因交流的阻断，看似没有直接危害到鸭嘴兽的生命，将来却会导致鸭嘴兽的数量减少。

困在破碎的栖息地里，难以应对风险

鸭嘴兽的数量之所以会因此减少，原因之一是遗传学上的“近交衰退”现象，简单来说就是种群内部的近亲繁殖导致种群的适应度下降。

近亲繁殖的时候，父母双方的基因组相似，一些隐性性状便更有可能出现在后代身上；当这些隐性性状不利于个体的生存时，种群内部的动物对于环境的适应性就会降低，数量也会减少。

基因组成单一的种群，应对灾难性事件的抵抗力也会降低。如果种群内部的基因组成复杂多样，当随机的灾难来临时，种群内的一些动物个体可能会因自己独特的性状而存活，让整个种群得以存续。而如果种族内部的基因组成单一，灾难来临时，这个种族可能就被“团灭”了。

鸭嘴兽幼崽。如果被大坝困住，鸭嘴兽就会出现近亲繁殖，后代对环境的适应度可能会下降｜cloudfront.net

大坝的存在还会限制鸭嘴兽们寻找新的栖息地。在没有大坝的环境里，如果环境变得不适宜居住，鸭嘴兽可以沿着河流自由地迁徙到新的地方。但是，大坝的存在限制了这样的迁徙，继而加剧了自然灾害对鸭嘴兽的威胁。

这种情况其实与许多濒危物种面临的“栖息地破碎化”相似。切断鸭嘴兽栖息地的是大坝，切断其他动物的家园的，可能是人类修建的公路，或是不适宜生存的人工林等。最终，各个种群只能被困在碎片化的栖息地里，无法进行基因交流，也无法找寻更好的栖息地。

自然环境中的鸭嘴兽｜Klaus / Wikimedia Commons

幸运的是，鸭嘴兽的困境尚未到无法挽救的地步。

虽然鸭嘴兽自己不能跨越高高的堤坝，但是人们可以帮助它们，这则研究的作者就提出了两种解决方案：一方面，人类可以在堤坝附近建立分流或旁路，让鸭嘴兽们有路可走；另一方面，人类也可以帮助鸭嘴兽进行基因交换，把一个种群的鸭嘴兽送到另一个种群中，增加种群的基因多样性。每一代动物里，只需要有一个外来的个体，就可以将种族隔离的风险降至最低。

当然，更好的方式是从根本上避免这些问题的发生，比如不要再在鸭嘴兽的栖息地附近建立新的大坝。

毕竟，鸭嘴兽如此独特，我们经不起它们的消失。

此次研究中的鸭嘴兽｜Twitter：@UNSW

参考文献

[1] Mijangos, J.L., Bino, G., Hawke, T. et al. Fragmentation by major dams and implications for the future viability of platypus populations. Commun Biol 5, 1127 (2022). https://doi.org/10.1038/s42003-022-04038-9

[2] Anich, P. S., Anthony, S., Carlson, M., Gunnelson, A., Kohler, A. M., Martin, J. G., & Olson, E. R. (2020). Biofluorescence in the platypus (Ornithorhynchus anatinus). Mammalia, 1(ahead-of-print).

[3] Australia's 'irreplaceable' platypus threatened by dams: study. https://phys.org/news/2022-11-australia-irreplaceable-platypus-threatened.html

作者：Hazel

编辑：麦麦

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