首個北極熊進化綜合評估出爐！20+種群基因多樣性驟降 |海潮天下

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天下·導讀

北極熊正面臨一場前所未有的“演化時差”。2026年3月16日發表的一項最新研究證實，盡管北極熊在過去50年里表現出了驚人的行為靈活性，但它們的基因組并未產生適應變暖的實質進化。當前，全球野生北極熊的總數量估計在22,000~31,000頭之間。隨著海冰消融，全球20個亞種群正淪為遺傳孤島，體型縮水、近親繁殖與多樣性喪失正悄然瓦解這一旗艦物種的生存韌性。單純保護個體數量已不足以應對危機，保護其破碎化的遺傳潛力與生態連通性已刻不容緩。

該研究提出了“遺傳連通性廊道”，指出隨著北極航道日益繁忙，保護工作必須從單純的地理劃片轉向“遺傳廊道保護”。這直接影響了當前正在審議中的北極航運管理條例，要求新航道必須避開關鍵的基因交換區。

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過去半個世紀，科學界對北極熊的觀察大多停留在“宏觀生態學”層面，比如衛星追蹤它的行走路線、稱量它的體重變化、數它生了幾個崽。雖然積累了大量關于海冰消融導致北極熊變瘦、變少的觀測數據，但在“微觀遺傳學”層面，人類對其內部演化機制的理解卻非常零散。在公眾傳播和部分早期研究中，北極熊被觀察到開始吃鳥蛋、翻垃圾桶、甚至在無冰期長期游泳。這種極強的“表型可塑性”給了一些人盲目的樂觀，認為北極熊可以靠改變行為來抵消變暖的影響。但是，這種行為上的“臨時抱佛腳”是否真的能轉化為遺傳上的“永久適配”？

海潮天下（Marine Biodiversity）小編讀到一篇2026年3月16日發表在《生態學專論》（Ecological Monographs）上的最新科研綜述，科學家們對過去40年間的53項同行評審研究的系統梳理，揭示了一個令人揪心的情況——盡管北極熊在行為上表現出了極強的靈活性，但在遺傳層面，它們并未展現出能夠適應當前氣候快速變暖的演化跡象。作為北極生態系統的旗艦物種，北極熊正面臨著演化速度遠滯后于環境惡化速度的嚴峻挑戰。

這是首份關于北極熊進化研究的綜合性綜述，其問世正值關鍵時刻——隨著北極地區急劇變化，有效的保護工作日益需要將遺傳學與進化數據納入管理決策之中。

▲上圖：將演化遺傳學研究納入北極熊保護與管理決策的路徑示意圖。評估北極熊近期的演化模式，并將原住民知識與西方科學體系相結合，可為亞種群監測、管理單元劃分、可持續捕撈量評估以及保護現狀評估提供科學依據。開發一項專門的遺傳管理計劃，將有助于整合不同領域的知識，使北極熊保護工作與全球生物多樣性框架保持一致。此外，這一框架不僅適用于北極熊，還可擴展至整個北極生態系統水平的生物多樣性保護工作。論文出處：Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)（CC BY-NC-ND 4.0）

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▲上圖：一頭北極熊在北極海水中游渡。?趙宇 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

全球20個北極熊種群

正因失去連通性而衰退

該研究指出，受氣候變暖和選擇性捕撈等因素影響，北極熊的體型正在縮減。這種變化并非生物學意義上的良性進化，而是一種適應不良。

在自然界中，體型較小的北極熊脂肪儲備能力更弱，在長達數月的無冰期禁食過程中，它們對抗饑餓的能力顯著下降。更嚴重的是，體型縮小的雌性北極熊繁育出的幼崽體型也隨之減小，直接導致了幼崽存活率的降低。這種體型上的退化，實際上是物種在極端壓力下生存質量下降的直觀體現。

▲上圖：2024年由世界自然保護聯盟物種生存委員會北極熊專家組（IUCN/SSC PBSG）劃分的全球北極熊亞種群邊界。該圖展示了目前科學界公認的20個北極熊管理單元，這些邊界的設定綜合參考了地理特征、生態差異以及最新的遺傳學研究數據，是評估各區域種群狀態及制定分類保護政策的基礎依據。論文出處：Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)（CC BY-NC-ND 4.0）

海冰的消失，剝奪的不只是北極熊的獵場，也切斷了種群間的“基因高速公路”。因為海冰作為“物理媒介”，具有不可替代性。北極熊的狩獵、遷移和交配完全依賴海冰提供的連通性。隨著北極變暖，海冰的季節性消融期延長，原本連貫的“冰路”破碎化，形成了地理隔離。

該研究表明，全球20個北極熊亞種群之間的基因流正在因海冰斷裂而受阻。這種物理上的斷裂，直接導致了種群間基因流（Gene Flow）的減弱，使原本通過遠距離移動維持的遺傳多樣性開始萎縮。該研究發現，在斯瓦爾巴群島和挪威灣等地區，由于長期地理隔離，種群內部的近親繁殖率顯著上升，遺傳多樣性持續流失。

這種遺傳基礎的薄弱，意味著物種的適應潛能正在被掏空，一旦未來出現新型致病菌、或更極端的氣候波動，這些種群將缺乏足夠的遺傳變異來篩選出具備抗性的個體，滅絕風險隨之激增。

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▲在斯瓦爾巴群島，海冰的加速消融正迫使當地北極熊陷入一種近乎隔絕的生存狀態。研究顯示，隨著通往俄羅斯北極海域及格陵蘭島的冰層通道斷裂，該地區的基因流在過去二十年間顯著減弱。上圖：融化中的北極海冰。?趙宇 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

北極熊出現“適應不良”進化，

存活率面臨斷崖式挑戰

雖然北極熊展現出了驚人的表型可塑性，例如改變狩獵策略、增加游泳頻率，甚至在東南格陵蘭島利用淡水冰川冰作為海冰的替代品存活，但科學家強調，這種行為上的改變目前僅停留在線性反應層面，并沒有轉化為群體水平的基因突變。換言之，北極熊只是在通過消耗自身的生理潛能來勉強維持現狀，而非從基因層面完成了真正的版本更新。

文中特別提到了人類活動對這種“遺傳廊道”的威脅。隨著北極航運密度的增加，船只往來可能會進一步撕裂北極熊的移動路徑。隨著北極冰層的減薄，以往無法通航的區域正逐漸演變為繁忙的商業航道。船只的頻繁往來是一種動態的干擾。航道就像是在北極熊的移動路徑上切開了一道道無法逾越的深溝，進一步撕裂了本就脆弱的遷移廊道。特別是對于那些依賴特定路徑進行基因交換的亞種群，航道的介入可能導致長期性的遺傳孤立。

基于這些科學實證，該研究團隊呼吁，必須將遺傳學數據深度整合進保護決策中。當前的保護策略應當從單純關注數量轉變為保護物種的遺傳潛力。這包括制定專門的遺傳管理計劃，在規劃北極航道和海洋保護區時，必須嚴防人類活動切斷關鍵的基因交流廊道。特別是像哈德遜灣這樣連接多個種群的基因混合區，其生態連通性對維持整個物種的長期韌性至關重要。

▲上圖：已發表的北極熊演化遺傳學研究概況。圖中條形圖根據研究涉及的不同演化過程進行了顏色標注。論文出處：Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)（CC BY-NC-ND 4.0）

第一作者露絲·里夫金博士（Dr. Ruth Rivkin）指出：“在變暖的北極保護北極熊，最有效的途徑之一是通過保護棲息地來維持生態系統連通性。建立海洋保護區、合理規劃航道等措施，能夠保障北極熊及其他北極物種的擴散，幫助它們與其他種群保持聯系，而這正是維持遺傳多樣性、保障物種長期恢復力的關鍵。”

該研究建議，未來的北極熊保護不應只關注劃定靜態的保護區，而應建立動態的遺傳管理計劃，將這些“生態廊道”的完整性作為評估物種韌性的核心指標。這與《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》中強調的“生態連通性”目標完全契合。

感興趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）讀者可以參看全文：
Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. Climate‐linked evolution and genetics in a warming Arctic[J]. Ecological Monographs, 2026, 96(1): e70053.

01

適應不良（Maladaptation）

在進化生物學中，適應不良（Maladaptation）是指生物體為了應對環境壓力而產生的某種特征或行為改變，雖然在短期內看起來是對環境的某種“響應”，但從長遠來看，這種改變非但沒有提高生物的生存或繁殖成功率，反而使物種變得更加脆弱，增加了滅絕風險。

比如說，雪兔的“換毛錯位”是氣候變暖導致的典型視覺陷阱。在演化歷程中，北極的雪兔會感知日照長度、來觸發換毛，確保冬天的白色皮毛能完美融入雪地，但隨著全球變暖導致積雪提前融化，日照規律并未改變，這使得雪兔在棕色的土地上依然保持通體雪白。這種曾經賴以生存的“偽裝”本能，在失去積雪背景后，反而讓它們成了捕食者眼中最顯眼的獵物。又比如說，海龜幼崽，千萬年來，小海龜孵化后會本能地追逐海平面上微弱的自然光（月光或星光）以回歸大海，但在現代沿海地區，明亮的酒店燈光和路燈遠強于自然光。這種尋找生命水源的本能，現在卻誘導無數幼崽爬向內陸、馬路或建筑陷阱，導致它們在脫水或交通事故中大批死亡。

02

有效種群大小（Effective Population Size）

有效種群大小（Effective Population Size）是演化遺傳學中的一個核心理論概念，指在一個理想種群（隨機交配、數量恒定、無性別差異且個體貢獻均等）中，能夠產生與觀測種群相同水平的遺傳漂變或近親繁殖速率的個體數量。在現實自然界中，由于個體間繁殖成功率不均、性別比例失衡以及種群數量波動等因素的影響，有效種群大小往往遠小于通過肉眼觀測或直接計數得到的實際個體總數。這一概念在物種保護中具有決定性意義。

比如說，在一個擁有1000只個體的北極熊種群中，如果僅有200只成年個體參與交配、且極少數強壯雄性壟斷了受精權，那么該種群的遺傳多樣性流失速度將等同于一個僅有幾十只個體的理想種群，其有效種群大小遠低于1000。再如，遭受嚴重盜獵的犀牛種群，由于性別比例嚴重失調（雄性極少），即便總數尚未歸零，其有效種群大小也會因遺傳貢獻高度集中而劇烈縮減，導致物種在遺傳學層面提前陷入滅絕漩渦。此外，經歷過短期數量驟減（瓶頸效應）的瀕危物種，即使后來個體總數回升，其有效種群大小在很長一段時間內仍會維持在低位，使其依然脆弱且缺乏演化韌性。

03

表型可塑性（Phenotypic Plasticity）

表型可塑性是指具有相同基因型的生物體，在不同的環境條件下產生不同表型（外在特征、生理狀態或行為）的能力。它并非基因序列發生了改變，而是生物體的一套“應變機制”，允許個體在不依賴漫長基因突變的情況下，調節基因表達，來適應瞬息萬變的環境。這種靈活性是生物進化的重要策略，讓同一物種能夠在跨度巨大的生境中生存，或在季節更迭中迅速調整自身的生存狀態。

在自然界中，這種現象隨處可見，比如水毛茛在水下的葉片呈絲狀以減少阻力，而水面上的葉片則呈扁平狀以進行光合作用。又如某些蝴蝶，在白晝較短的季節孵化時翅膀顏色較深、以吸收熱量，而在盛夏孵化時顏色較淺，以防過熱。對于北極熊而言，表型可塑性體現在它們能因海冰減少而嘗試轉產陸地覓食，但這種行為上的靈活應變若不能彌補能量缺口，仍無法從根本上扭轉物種在遺傳演化上的困境。

本文參考資料

https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecm.70053

https://polarbearsinternational.org/news-media/articles/climate-linked-evolution-genetics-in-a-warming-arctic

聲明：1）本文基于發表于《生態學專著》（Ecological Monographs）的研究論文《變暖北極背景下與氣候相關的演化與遺傳學》。本文僅代表資訊，僅供讀者參考，不代表平臺觀點。2）本文已經開啟“快捷轉載”；3）歡迎專家、讀者不吝指正、留言、賜稿！歡迎有理有據的不同意見，激發思考、百家爭鳴。

資訊源 | Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)

文 | 王海詩

排版 | 盧曉雨

歡迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn

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