在太平洋最大的海龜繁殖地,氣溫上升可能造成的危機正在蔓延,是否將成為全球的問題?

↑↑↑↑↑↑氣溫上升造成海龜轉變為雌性

澳洲英格冉島(Ingram Island)上的海龜巡守員思考著性別與溫度的關係。

太平洋綠蠵龜(Green sea turtle)會在這個覓食區附近漫游好幾年,食用海草而逐漸增肥,再前往築巢區交配、產卵。科學家想知道這些爬行類的性別。

海龜的性別無法藉由外觀判斷,因此研究人員培養了「海龜牛仔」的本領。他們站在小船上,快速航向游泳中的海龜,然後就像牛仔一樣跳上海龜的殼。之後溫和的將海龜導向岸邊,取得DNA和血液樣本,並切開一個小開口檢查生殖腺。

既然海龜性別取決於孵卵時沙子的溫度,研究人員原本就猜想雌性數量可能稍多。畢竟氣候變遷使氣溫和海水溫度升高,會造成這些生物傾向雌性後代。然而他們在太平洋最大也最重要的綠蠵龜棲息地卻發現,目前雌性海龜與雄性海龜的比例至少是116:1。

國家海洋暨大氣總署(NOAA)夏威夷分部的海龜科學家卡穆琳‧艾倫(Camryn Allen)表示:「這是極端,非常極端,令人驚訝的極端。我們在談論的可是屈指可數的雄性對上數以百計的雌性,我們很震驚。」

艾倫和同事周一發表於《當代生物學》(Current Biology)的新研究,是最新提出全球氣溫上升會造成海龜群體轉變為雌性的研究,也是目前最詳細檢視這個問題嚴重程度的研究。這也提出了新的問題,海龜面臨的這項全球性危機,也會發生於其他易受溫度影響的物種,例如短吻鱷、鬣蜥,和生活在許多河流和河口的重要魚類­­—原銀漢魚(Inland silversides)。

該項新研究的第一作者、任職於加州拉荷雅市(La Jolla)國家海洋暨大氣總署西南漁業科學中心(Southwest Fisheries Science Center)的海洋生物學家麥可‧詹遜(Michael Jensen)表示:「當你在研究世界上最大的海龜族群時,每個人都會認為情況應該不錯,但是如果接下來確實沒有更多雄龜長為成龜,未來20年會怎樣?整個種群是否能夠存續?」

「情況比我們想得還糟」

澳洲東部的綠蠵龜可重達227公斤,心型的背甲最長超過1.2公尺。牠們築巢的地方主要在兩處,一處是布里斯本(Brisbane)附近沿著大堡礁 (Great Barrier Reef)南方的一連串島嶼,還有北方1200公里處一個由沙與草構成的雷恩島(Raine Island)。海龜各自在這些地方孵化後代,幾年後在珊瑚海(Coral Sea)延伸的淺海會合及游泳,牠們在這裡可能待上25年以上,然後分別回到兩地交配。數十年內,牠們會一再而再回到覓食地。

詹遜想要知道氣候變遷是否已經改變幼龜的雌雄比例。他發現利用基因測試可以追蹤所有年齡的海龜,從覓食地到特定的築巢區。但他的統計資料依然缺乏性別這項重要細節。要等到海龜成為成熟個體後才能由外觀辨識性別(雄性成龜的尾巴較長),那時年齡已經數十歲了。因此科學家常使用腹腔鏡,將一個薄管送入海龜體內以檢視器官。但這是侵入式檢查,而且對於要檢查數百隻海龜來說並不實際。這難倒了詹遜。

在墨西哥的一個海龜研討會上,他遇到了原本研究無尾熊的亞倫(Allen)。亞倫曾經利用睪固酮濃度來追查那些攀在樹上的有袋動物是否懷孕。她轉而利用賀爾蒙程度成功解開海洋生物性別秘密,所需要的就只有一點血液。

他們與其他團隊合作,包含澳洲的龜類專家澳洲伊恩‧貝爾(Ian Bell),取得大堡礁海龜的血液。在這同時他們也施作了一小部份的腹腔鏡,以確認艾倫方法的準確度。他們把結果與築巢沙灘的溫度比對,並且檢視不同年齡的海龜。結果令他們吃驚。

「我們當時立刻喊『天哪!』,這比我們想的還要糟。』」艾倫說道。

顯然雷恩島幾乎都產出雌龜已經至少20年。這可不是件小事。面積約32萬平方公尺的雷恩島以及周遭的珊瑚礁,是世界上綠蠵龜的最大聚居地,有超過20萬海龜來此築巢,高峰期可能同時間有1萬8000隻。而那些只有雌龜。

科學家也能估計海龜的大致年齡,因此還有另一項發現。沿著北大堡礁的延伸,此處近幾年因為持續上升的熱而造成珊瑚明顯白化,雌龜與雄龜的比例也隨著時間急遽攀升。約1970~1980年代在此孵化的海龜便已大多是雌性,但當時的比例僅6:1。

「這是項具有開創性的工作,」英國艾克塞特大學(University of Exeter)的保育科學教授同時也是海龜專家的布蘭登‧高德利(Brendan Godley)表示。他並未參與這項研究,他說這項研究的範圍涵蓋了大堡礁的長度,再加上結合多領域的方法,使這項研究具有高度價值。

詹遜和艾倫在南方的發現也同樣重要。那裡的海龜在布里斯本附近的南方礁石孵化,該處的溫度並未明顯上升,珊瑚也相當健康,情況好得多。目前那裡海龜雌性與雄性的比例只有2:1。

高德利表示:「將此與一些有效模型結合,顯示南方較冷的海灘仍然有產出雄性,但在較熱帶的北方孵化的則幾乎都是雌性。這些發現指出一項事實,氣候變遷正多方面改變野生生物的生態。」

需要進行更多工作,以評估世界上其他地方綠蠵龜的性別比例變化,例如加拉巴哥群島(Galápagos Islands)。 PHOTOGRAPH BY CHRIS NEWBERT, MINDEN PICTURES/NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

但是這樣的現象有多廣泛,又是如何發生的呢?

「溫度變化之快令人難以置信」

此刻,沒有人知道。

由於雄龜通常不只與一隻雌龜交配,而且交配頻率比雌龜頻繁,因此雌龜的數量些微較高可能是好事。最近檢視全球75處海龜棲息地,顯示雌龜與雄龜比例約為3:1。事實上,有些種群甚至在一個世紀前產生的雄龜就比雌龜少了。然而問題是,它改變了多少?改變多少才算太多?

海龜生活在地球的1億年裡,氣溫曾經上升與下降。此外,數十年來獵捕、盜獵、汙染、疾病、發展、棲息地喪失以及商業漁船誤捕等情況減少,最近許多種群都顯示有增加的跡象。

「但現在氣溫變化之快令人難以置信,動物的演化需要經歷許多世代的適應。但這些動物僅有50年左右,而這些變化就發生在牠們的一生當中。」詹遜說道。

例如單看雷恩島,海平面的上升淹沒了築巢地,使卵溺水。海岸侵蝕造成小型懸崖,使成年綠蠵龜跌倒以背部著地因無法翻身而死亡。澳洲當局花費數百萬美元恢復這個島嶼以保護海龜生存。

即便如此,科學家預測至少在35年內,所有七種種類的海龜:綠蠵龜、赤蠵龜、革龜、玳瑁、平背龜、欖蠵龜以及肯氏龜,面對氣候變遷都將非常脆弱。爬蟲類對於溫度非常敏感,氣溫即使只是上升幾度,可能造成許多地方產生全雌性的後代,將使整個物種滅絕。如果氣溫上升太高,狀態會更嚴重,卵在巢裡就有如受到烹煮。

然而在這項最新研究之前,多數研究顯示過度雌性化在21世紀末之前不會構成威脅,而且很少研究檢視已經發生的事情。兩年前一項在聖地牙哥針對一小群綠蠵龜的研究,艾倫發現雌性佔65%,但若針對較年輕者比率則上升至78%。此外,有些哥斯大黎加的革龜、佛羅里達州以及西非等地的赤蠵龜,雌性比例都上升。但是沒有一項研究檢視種群的研究尺度是與詹遜及艾倫的研究工作相近。

即使如此,很難確定雄性數量下降到什麼程度算是太低,因為這個答案會與種類及位置有關。此外,決定性別與溫度這件事本身可能受到當地因素影響。在西印度洋的查哥斯群島(Chagos Archipelago),頻繁的大雨使沙冷卻,海岸樹木葉片的遮蔭,海灘狹窄迫使玳瑁在近水處築巢而有利於使雄性後代比率維持在健康範圍。在加勒比海,科學家提出警告,海龜正面臨伐木的威脅,樹木的遮蔭可使海灘冷卻而足以產出雄性後代。

「最可怕的」

並未參與該研究的海龜科學家尼可拉斯‧皮爾薩(Nicolas Pilcher)表示,這一切使大堡礁研究更具說服力。那裡大多數海灘沒有遮蔭,因此氣候與性別比率的關聯更顯著。受影響的海龜數量可能達數十萬。沒有研究將這項不成比例的比例看得這麼重要,部份原因可能是目前為止沒有人知道能怎麼辦。

皮爾薩表示:「雷恩島很獨特,因為此地的族群龐大,任何潛在的損失所造成的衝擊將會很大,而作者追溯以前的資料發現以前性別分佈較平均。」

令艾倫擔憂的是,她的研究所顯示的全球數千個海龜種群,那些已經以此種方法進行研究的,就是全球全部的海龜了。她和詹遜計畫繼續將技術應用在新的築巢地,而且已經在關島、夏威夷和塞班島採集了樣本。

艾倫表示:「北大堡礁的海龜是全世界各種海龜基因種群中數量較多的,最可怕的是想到,這些問題是否也發生在那些數量已經極低的種群。」

 

撰文:Craig Welch

編譯:邱淑慧

延伸閱讀>>如何分辨海龜與陸龜 如果一隻鱷魚的嘴巴離你的頭只有十幾公分之遙,你該怎麼辦?