基因研究揭示巴布亚企鹅实际分为四种

帝企鹅身高最高可达约1.2米，是最广为人知的企鹅，但南半球还生活着另外17种企鹅。由于其中许多企鹅栖息在科学家很少涉足的偏远岛屿，它们长期未能得到充分研究。这种与世隔绝的环境，可能正是科学家此前忽略凯尔盖朗群岛一种全新巴布亚企鹅的原因。凯尔盖朗群岛也被称为“荒凉群岛”，距离最近的永久有人居住陆地约3220公里。

一个由智利和美国加州大学伯克利分校科学家领衔的国际研究团队，在《通讯生物学》期刊发表论文宣布了这一发现。这是一个多世纪以来首次被正式命名的新企鹅物种。

研究人员通过基因证据发现，过去被认为属于同一种、分布广泛的巴布亚企鹅，实际上由四个彼此不同的物种组成。其中一种企鹅之所以长期未被识别，是因为它在外形上与其他巴布亚企鹅非常相似，都拥有黑色背部和白色腹部。这种体色有助于它们躲避捕食者，并提高在海洋中捕食的效率。

除了体型和叫声存在细微差异外，新发现的企鹅几乎与其他巴布亚企鹅没有明显区别。由于外表差异极小，但基因上却存在显著分化，研究人员将其归为“隐存种”。

研究人员还确认，另外三个此前被视为巴布亚企鹅亚种的群体，在遗传上已经独特到足以被认定为完整物种。新发现的东南巴布亚企鹅学名为Pygoscelis kerguelensis，此外还有两个巴布亚企鹅物种的未来也存在不确定性，因为气候变化正在重塑南极和亚南极地区的栖息地。

目前看来，只有南方巴布亚企鹅，即Pygoscelis ellsworthi，可能避开严重影响，甚至可能受益于其在南极不断扩大的分布范围。

论文高级作者之一、智利圣地亚哥安德烈斯·贝略国立大学生态系统与环境教授胡莉安娜·维安娜表示，在南极，真正受到气候变化威胁的并不是巴布亚企鹅，而是其他企鹅物种；但在亚南极地区，巴布亚企鹅尤其令人担忧。亚南极地区位于南极洲以北，由多个相距遥远的岛屿组成，分别受智利、南非、法国、荷兰、澳大利亚和新西兰等国家管辖。

维安娜指出，相关国家的保护机构必须认识到这一问题，并采取适当措施，拯救这三种巴布亚企鹅。

维安娜与加州大学伯克利分校科学家拉里·鲍伊、智利大学科学家埃利·普兰共同组织了来自多个国家的企鹅研究专家，开展了这项全新的基因组研究。此前，一些科学家曾提出巴布亚企鹅可能存在多达六个亚种，但研究人员长期以来一直无法就其分类达成一致。

这项新研究基于64只企鹅的全基因组序列。这些样本来自10个繁殖群落，首次覆盖了巴布亚企鹅几乎全部的地理分布范围。研究人员还比较了企鹅的体色、叫声、繁殖时间、食物种类以及觅食行为等身体和生态特征。

鲍伊是加州大学伯克利分校脊椎动物学博物馆馆长。他说，在所有企鹅中，巴布亚企鹅的分类问题可能是争议最大的。一个多世纪以来，科学家一直在争论它们究竟应被划分为多少个物种或亚种。这篇论文试图利用前沿的综合研究方法回答这一问题。

鲍伊和维安娜已经合作研究企鹅的演化与多样性近十年。2019年，两人发表研究称，企鹅大约在2200万年前起源于澳大利亚和新西兰附近。之后，帝企鹅和王企鹅分化成两个不同群体，分别占据南极和亚南极地区。

大约1200万年前，环南极洋流形成，推动其他企鹅物种扩散到亚南极地区。此后，企鹅逐渐在偏远岛屿上建立种群，分布范围最北甚至扩展到非洲和南美洲部分地区。

巴布亚企鹅与许多其他企鹅不同，它们的食物种类非常丰富，几乎会捕食所有能够在水下捕获的生物。随着磷虾数量下降，这种灵活的摄食方式成为它们的一项优势。相比之下，食性更为专一的帝企鹅和阿德利企鹅数量正在减少，而南极半岛上的巴布亚企鹅数量仍在增长。

研究人员认为，这种适应性很强的觅食行为也推动了新物种的形成。巴布亚企鹅通常在繁殖地附近觅食，并且每年都会返回同一繁殖群落。长期以来，彼此隔离的种群逐渐形成了独特的行为和生态特征。

在过去30万年至50万年间，这些孤立的岛屿种群逐步演化为不同物种。科学家表示，南极锋面也加强了这种分化。南极锋面会造成海水温度和盐度的显著差异，从而限制动物在不同区域之间移动。

在南极锋面以北，海水相对温暖且盐度较高。这里生活着东部谱系Pygoscelis taeniata，分布于克罗泽群岛、马里恩岛和麦夸里岛；还生活着北部谱系Pygoscelis papua，主要分布在福克兰群岛，也称马尔维纳斯群岛，以及南美洲附近的马蒂略岛。

新发现的东南谱系Pygoscelis kerguelensis在凯尔盖朗岛上演化而来，也可能分布于附近的赫德岛，并生活在南极锋面附近。

南极锋面以南则是南方谱系Pygoscelis ellsworthi。它是数量最多的巴布亚企鹅种群，分布于南极半岛、南极洲沿岸以及南乔治亚岛。

这项基因组研究由智利大学研究生戴利·诺尔主持。与早期研究相比，研究团队分析了更多种类的基因，并考察了数千个单核苷酸多态性位点。结果显示，不同物种已经在遗传层面适应了各自的生存环境。

例如，生活在南极洲的南方巴布亚企鹅拥有更多与产热、脂肪储存和光线感知有关的基因。研究人员认为，这些特征有助于它们应对极端寒冷、季节性日照变化以及冰面强烈反光的环境。

东部巴布亚企鹅则拥有更多与高效碳水化合物代谢和增强潜水能力有关的基因。这些遗传特征涉及氧气运输、血管生长、线粒体功能和肺部发育，可能帮助它们在营养贫乏的海域进行更长时间的潜水。

与此同时，生活在南美洲的北部巴布亚企鹅呈现出与消化、心脏功能和肌肉活动相关的遗传特征。研究人员认为，这些变化可能帮助它们维持长时间的水下觅食活动。

为了预测气候变化对巴布亚企鹅的影响，科学家利用气候模型估算2050年哪些地区仍可能拥有适宜栖息地。在中等升温情景下，亚南极岛屿上的巴布亚企鹅可能会失去现有岛屿上的全部适宜栖息环境，而附近可供迁移的替代地点非常有限。

相比之下，南极地区的巴布亚企鹅可能进一步向南极洲内部扩张。随着海冰减少和磷虾数量下降，帝企鹅、阿德利企鹅和帽带企鹅的数量可能减少，从而为巴布亚企鹅留下更多空间。

维安娜指出，许多非南极地区的企鹅同样面临越来越严重的威胁，包括海洋变暖、栖息地破坏、老鼠和狗等捕食者、商业捕捞活动带来的竞争，以及被渔网意外捕获。

她说，从气候变化的角度看，种群数量极低的岛屿物种，可能面临与亚南极巴布亚企鹅类似的风险。加拉帕戈斯企鹅和其他岛屿企鹅由于是当地特有物种，一旦环境发生变化，几乎无处可去。这些岛屿非常偏远，企鹅也很难适应并迁往其他地区建立种群。

鲍伊表示，这项研究收集的大规模基因组数据还可以支持未来更多保护研究。维安娜目前已经利用企鹅基因组，寻找与抵抗禽流感有关的遗传特征。禽流感正在影响世界各地的企鹅、其他鸟类和哺乳动物。相关研究结果有望帮助科学家确定最容易受到这种疾病影响的企鹅种群。

鲍伊说，全基因组测序不仅改变了科学家研究物种适应和分化的能力，也具有十分重要的保护价值。