從遺傳多樣性推估黑面琵鷺歷史族群數量 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

從遺傳多樣性推估黑面琵鷺歷史族群數量

2007年06月25日
作者:楊愷樂(國立台灣師範大學生命科學系博士班)

曾文溪口的黑面琵鷺群落。2002年,台南曾文溪口發生了一起造成87隻黑面琵鷺傷亡的肉毒桿菌中毒事件,這對當時全球僅900多隻的黑面琵鷺族群雖然造成不小的損失,但這場悲劇卻也帶來轉機,使得黑面琵鷺的保育工作再度得到了檢討和重視。

因肉毒桿菌中毒而傷亡的黑面琵鷺個體,提供了難得的DNA樣本,使得黑面琵鷺的分子族群遺傳的研究工作得以開展;而我們的任務就是藉由評估黑面琵鷺族群中遺傳多樣性的高低,以估算其歷史族群量,這是在台灣首度嘗試以遺傳多樣性來評估一個物種在歷史上的族群數量。

在估算黑面琵鷺歷史族群量的過程中,除了遺傳多樣性的訊息以外,我們還需要包括雌雄性別比例、成幼鳥比例、年齡結構、族群成長率與死亡率等許多與生態相關的參數,才能將遺傳多樣性的數值轉換成相對應的歷史上黑面琵鷺族群數量。

所幸,透過許多團體與個人長期對黑面琵鷺的觀察和研究,如國際鳥盟所組織的全球冬季黑面琵鷺同步普查、韓國鳥類學者對圈養黑面琵鷺個體生殖行為的觀察、以及劉良力先生對黑面琵鷺的長期研究,使我們得以應用黑面琵鷺的生態資料,估算其歷史族群數量。

再配合我們自部分粒線體基因體所推估出的遺傳多樣性數值,經過一連串繁複的運算與數值轉換後,我們推估,黑面琵鷺的歷史族群量曾經至少高達一萬多隻;這個數字遠超過歷年跨國冬季普查所記錄的全球族群量,顯示黑面琵鷺曾遭遇了極嚴重的瓶頸事件,導致其97%的族群消失。

黑面琵鷺族群下降的原因

關於造成黑面琵鷺族群下降的原因,眾說紛紜。而如今當我們知道了其歷史族群量、減少的幅度以及現今的族群成長趨勢,便可嘗試去檢測各種造成其族群嚴重下降的可能原因。

第一個常被提起的原因是韓戰。有些人認為,位處南北韓交界的黑面琵鷺繁殖族群,當初可能受到戰火波及,以致在50年代初期族群量大幅下降;然而,黑面琵鷺多半於無人的礁岩島嶼上活動,這些地點並不構成戰爭攻擊的主要目標,因此韓戰造成黑面琵鷺族群大規模下降的可能性並不大;再者,韓戰於1953年結束,歷經幾十年的恢復,以近年來黑面琵鷺族群每年約10%的正向成長速率計算,絕不應於90年代初期全球只觀察到約300隻黑面琵鷺個體。

另一個常被提及造成黑面琵鷺族群下降的可能原因,則是棲息地的破壞與消失。但自90年代開始,黑面琵鷺族群便呈現每年10%的增長,與東亞地區沿海環境不斷因經濟發展而惡化的趨勢,是完全背道而馳的。因此,不論是韓戰亦或棲地破壞,都不能充份解釋黑面琵鷺族群量何以下降、並在近年來快速的成長。

最後,殺蟲劑DDT所造成的環境污染,在過去幾十年來被陸續發現與許多猛禽族群量的下降有著密切的關聯。大量研究結果顯示,DDT及其衍生物會導致胚胎發育不良或死亡,以及蛋殼薄化、破裂等不良效應,嚴重危害鳥類的繁殖;諸如美國白頭鷹、游隼、雀鷹等猛禽的族群數量,都因80年代以前環境中因濫用所殘留的大量環境DDT而大幅下降,而在歐美陸續禁用DDT後,這些猛禽的族群數量立即顯著回升。

黑面琵鷺族群早期大規模的衰退、與自90年代以來族群數量快速地成長,正好與日、韓、中國大陸及台灣對DDT大量濫用與禁用的時間點相吻合,因此我們認為DDT的污染很有可能是導致90年代以前黑面琵鷺族群下降的主因之一(圖四)。 

不同假說所描述的族群趨勢。照片來源:楊愷樂

結語

早期,保育學家認為物種保育的關鍵在於從生態上著手,以挽救物種趨於滅絕的命運,而遺傳學在其中所能扮演的角色,則僅限於避免物種在小族群的狀況下因近親衰退等因素而加速其滅絕的機會。

黑面琵鷺的例子,顯示我們可以藉由遺傳多樣性的訊息,獲得許多傳統生態資料所無法獲得的訊息,藉著了解這些鳥在過去數量變動的趨勢,首度得以較嚴謹的方式來評估並推測導致黑面琵鷺族群下降的主因。相信對瀕危或稀有物種的遺傳多樣性評估,將成為未來擬定保育策略時,一個不可或缺的關鍵環節。

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