全新世中晚期南極羅斯海區域生物復原圖。白鯨繪

近6000年來，南極的生態系統一直在悄然演變。氣候變化如何影響南極物種棲息地的收縮和擴張？對生態系統又有何影響？日前，武漢華大生命科學研究院、浙江大學生命演化研究中心、阿德萊德大學等國內外科研機構組成的研究團隊，在國際期刊《自然·通訊》上發表了相關成果。

阿德利企鵝是生存在南極洲的主要企鵝類群之一，羅斯海沿岸是其傳統棲息地。研究團隊在此收集了來自不同採樣點、不同深度的156份地層沉積物樣本，利用我國國產測序儀平台進行古DNA測序,通過地質定年法明確各個樣品的年代。結果顯示，這些樣本的時間跨度大約為6000年。

兩年前，研究團隊利用跨學科技術整合化石、古氣候、基因組信息，揭示出企鵝6000萬年來的物種演化歷程和對極端環境的適應機制，見証了企鵝在大時間尺度上的物種演化。“現在，我們再次利用跨學科手段探索南極企鵝棲息地在小時間尺度的生態系統變化。DNA在寒冷環境中的降解速度較慢，因此古DNA可以較好地保存在南極沉積物中，讓我們能夠追溯過去的信息。”論文共同第一作者、武漢華大生命科學研究院生物信息副研究員周程冉說。

在重構的南極生態系統中，阿德利企鵝與許多生物共同組成復雜的生態網絡，包括企鵝捕食者南極賊鷗，被捕食者南極磷蝦和南極銀魚等，以及作為食物鏈基礎的海洋浮游生物、南極水熊虫等。“生物的分布情況在時間與空間上存在差異。數千年來羅斯海區域企鵝所消耗魚類的比例變化，表明氣候變化影響企鵝食物鏈的組成，並說明氣候變化對海洋生態系統穩定性具有重要影響。”論文通訊作者、浙江大學生命演化研究中心教授張國捷介紹。

研究還發現，南象海豹與企鵝存在演替現象——大約1400年前，較溫暖的氣溫使海豹能夠生活在哈利特角地區，但隨著氣候變冷和海冰增加，海豹逐漸退出，該地區被適應寒冷氣溫的阿德利企鵝佔據。

在論文作者、華大生命科學研究院研究員李啟業看來，利用沉積物中的DNA研究南極高緯度地區生物多樣性的時空動態具有巨大潛力，但目前掌握的南極數據僅是冰山一角，未來需要通過更多國內外合作填補資源空白，“這對理解南極生態系統至關重要”。

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