北極熊是當(dāng)今地球上最大的陸地食肉動(dòng)物,成年雄性體長大約2.4-2.6米,體重一般為400-800千克,雌性體長約1.9-2.1米,體重約200-300千克。
依據(jù)分布和遺傳關(guān)系現(xiàn)存的北極熊共有六大亞群分別為:俄羅斯弗蘭格爾島-阿拉斯加西部亞群,阿拉斯加北部亞群,加拿大北極群島亞群,格陵蘭亞群,挪威斯瓦爾巴特群島-俄羅斯法蘭茲約瑟夫群島亞群,西伯利亞北部至中部亞群。
圖蟲創(chuàng)意
在動(dòng)物界,棕熊是北極熊的近親。歷史時(shí)期,北極熊和棕熊擁有共同的祖先,大約47.9—34.3萬年前北極熊分化出來。根據(jù)植物花粉記錄的研究,北極熊和棕熊的共同祖先在暖期進(jìn)入了北極大區(qū),那個(gè)時(shí)期北極的浮冰遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)在,格林蘭島一度出現(xiàn)了灌木。然而,后來出現(xiàn)了冰期,在暖期進(jìn)入北極地區(qū)的北極熊和棕熊祖先漸漸適應(yīng)了寒冷的氣候,和依然停留在溫暖地區(qū)的祖先群隔離了,而走上了獨(dú)立演化的歷程,若干代后,停留在北極地區(qū)的種群演化成為北極熊;留在亞寒帶森林的種群演化成棕熊。
北極熊和棕熊分化開之后,兩者的基因交流未曾中斷,直到現(xiàn)在還沒有形成生殖隔離,它們依然可以交配,繁育出可以繁殖的后代。
如今北極熊生活在寒冷的北極,在長期的演化中,它是如何適應(yīng)北極的環(huán)境?
1、北極熊擁有黑色的皮膚和透明的體毛。外層透明的體毛經(jīng)過光的反射看起來呈白色,這些毛發(fā)可以起到隔熱和偽裝的作用。北極熊毛中間是空的,可以把陽光反射到毛發(fā)下面的黑色皮膚上,有助于黑色的皮膚吸收更多的熱量。
2、北極熊體型龐大利于保持體溫。和同屬的棕熊相比,北極熊體型明顯偏大,體積越大,單位面積的熱量散失越小,越有利于在寒冷的環(huán)境中生存。根據(jù)阿倫定律,生活在寒冷地區(qū)的恒溫動(dòng)物,同種的個(gè)體或近緣的異種之間,其耳、吻、首、肢、翼和尾等突出的部分有縮短的傾向。這樣可以減少體表面積,防止體溫丟失。
3、北極熊身上積累了厚厚的脂肪。脂肪是個(gè)好東西,寒冷時(shí)能保暖,游泳時(shí)能提供浮力,餓肚子時(shí)能提供能量。每年8月到9月,當(dāng)年冰融化,捕食海豹困難之際,北極熊通常就依靠燃燒體內(nèi)脂肪度過艱難歲月。同等質(zhì)量的脂肪釋放的能量是蛋白質(zhì)的2-3倍。然而脂肪過高容易出現(xiàn)心血管疾病,在長期的適應(yīng)性演化中北極熊具有超強(qiáng)的脂肪代謝能力,可以保證它們肥胖的同時(shí)不出現(xiàn)心血管疾病。
北極熊憑借著強(qiáng)大的身體構(gòu)造,可以適應(yīng)北極的嚴(yán)酷環(huán)境,它們主要的食物來自于環(huán)斑海豹和髯海豹。那么北極熊有沒有吃過企鵝呢?
你可能想不到,歷史時(shí)期北極熊還真有可能吃過企鵝。大約在500年前,北極地區(qū)生活著一種后面黑前面白長有一對(duì)短翅膀卻不會(huì)飛翔的鳥類,它就是penguin——企鵝。后來,在人類的瘋狂捕殺下,北極地區(qū)生活的企鵝走向滅絕。Penguin這名字后來被生活在南極的“同伴”獨(dú)享。北極滅絕的企鵝被稱為大海雀?,F(xiàn)在遺傳學(xué)證明,大海雀和企鵝(現(xiàn)存的南極企鵝)二者僅僅是長的像,親緣關(guān)系很遠(yuǎn)
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隨著,進(jìn)入人類時(shí)代,尤其是工業(yè)革命之后,全球氣候變暖,北極冰雪開始加速融化,給北極熊的生存帶來嚴(yán)重挑戰(zhàn)。比如2018年4月拉尼娜事件結(jié)束后海溫上升很快,導(dǎo)致了北極圈內(nèi)出現(xiàn)30℃甚至以上的氣溫。全球變暖會(huì)導(dǎo)致極端氣候越來越多,造成越來越多的海冰融化,會(huì)對(duì)北極熊的棲息地和捕獵帶來嚴(yán)重影響。北極熊大部分時(shí)間都生活在海冰上,它們?cè)诒洗蜓ú赣蟠?,可以說海冰就是它們最重要的棲息地。此外,北極熊還需要在浮冰上捕獵它最重要的食物—海豹。如果,北冰洋無冰的區(qū)域擴(kuò)大,無冰期的時(shí)間延長,北極熊的捕獵越來越困難。
不過,全球變暖帶來的北極冰川面積減少不是威脅北極熊生存的唯一因素。從北極熊的演化歷史來看,它們?cè)诘刭|(zhì)歷史時(shí)期適應(yīng)了無數(shù)個(gè)比當(dāng)今更加溫暖的暖期。北極地區(qū)也曾經(jīng)出現(xiàn)過無冰期。除了氣候因素外,人類的捕獵是限制北極熊生存的關(guān)鍵因素。上世紀(jì)50年代,由于人類的捕殺,北極熊的種群數(shù)量曾經(jīng)一度跌至5000頭左右。從1960年代之后,各國都開始嚴(yán)格管制商業(yè)捕獵,北極熊種群開始恢復(fù),到1984年總數(shù)達(dá)到25000頭,到2005年數(shù)量穩(wěn)定中略有下降。當(dāng)前,全球范圍內(nèi)的19個(gè)種群約有25000北極熊,其中6個(gè)種群的數(shù)量在下降。雖然,北極熊種群的總體趨勢(shì)平穩(wěn),但仍需要人類的關(guān)注和保護(hù)。
作者|趙序茅 蘭州大學(xué)青年研究員/金城首席科普專家
審核|黃乘明 中科院動(dòng)物所研究員
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