南极洲四英尺高的帝企鹅可能是企鹅家族中最著名的成员，但它并不孤单。其他十七种企鹅生活在南半球，生活在许多科学家难以到达和研究的孤立岛屿上。
这种偏远的地理位置可能有助于解释整个巴布亚企鹅物种为何这么长时间以来都没有被人们所认识。这些鸟栖息在凯尔盖朗群岛，在法语中被称为“荒凉群岛”，距离任何永久有人居住的土地约 2,000 英里。由智利和加州大学伯克利分校的研究人员领导的一个国际小组现已确定该种群为一个独特的物种，使其成为 100 多年来第一个被命名的新企鹅物种。调查结果已发表 通讯生物学。
DNA揭示了四种巴布亚企鹅物种
遗传证据表明，科学家曾经认为是单一的、分布广泛的巴布亚企鹅物种实际上是由四个不同的物种组成。
其中一人的身份尚未得到正式确认。除了体型和发声方面的细微差别外，它与其他巴布亚企鹅相似，具有熟悉的白色底面和黑色背部，帮助企鹅躲避捕食者并在海上捕猎。然而，从基因上来说，它显然是不同的。科学家将这种类型的生物称为神秘物种，这意味着尽管存在显着的遗传差异，但它与相关物种非常相似。
研究人员得出的结论是，之前被分类为亚种的三个巴布亚种群在基因上具有足够的差异性，足以被视为完整的物种。
新发现的东南巴布亚企鹅， 柯古兰果蝇可能面临不确定的未来。随着全球变暖重塑它们居住的南极和亚南极地区，这两个新定义的物种也很脆弱。南根图，现在称为 甘草只有四分之一的人生活在南极洲。气候预测表明，它受到的影响可能较小，甚至可能扩大其范围。
该论文的资深作者之一、智利圣地亚哥安德烈斯贝洛国立大学生态系统和生态学教授朱莉安娜·维安娜（Juliana Vianna）说：“在南极洲，其他物种，而不是巴布亚企鹅，都受到气候变化的威胁。” “但巴布亚企鹅在亚南极地区备受关注”，这是一个位于南极洲北部、由智利、南非、法国、荷兰、澳大利亚和新西兰等多个国家统治的分散的岛屿地区。
“重要的是，所有相关国家的保护组织都应认识到这三种巴布亚企鹅物种并采取适当的行动，”她补充道。
关于巴布亚企鹅的百年辩论
为了解决关于 Gentoo 分类学的长期分歧，Vianna 与加州大学伯克利分校综合生物学教授 Rory Bowie 和圣地亚哥智利大学教授 Eli Poulin 共同担任高级作者。他们聚集了来自世界各地的企鹅专家，对巴布亚企鹅种群进行了广泛的基因研究。
之前的研究人员提出了六个巴布亚种亚种，但并没有达成普遍共识。这项新工作代表了从 10 个繁殖地收集的 64 只企鹅的全基因组序列得出的共识。该样本首次覆盖了巴布亚企鹅的几乎整个地理范围。
研究小组还比较了身体和行为特征，包括颜色、叫声、繁殖时间表、饮食和进食行为。
加州大学伯克利分校脊椎动物学博物馆馆长鲍伊说：“可能没有一种企鹅物种的分类学比巴布亚企鹅受到更多的讨论。” “一百多年来，有多少个物种或有多少个亚种一直存在争议。本文的目的是尝试使用最先进的综合方法来解决这个问题。”
企鹅如何在南半球传播
鲍伊和维安娜花了近十年的时间研究企鹅是如何进化和多样化的。 2019 年，他们发表的研究表明，企鹅起源于大约 2200 万年前的澳大利亚和新西兰附近。
帝企鹅和王企鹅后来与其他谱系分道扬镳，帝企鹅与南极洲有关，而帝企鹅则与亚南极洲有关。大约1200万年前，环极洋流的发展使其他企鹅群穿过亚南极洲，最终在偏远岛屿和群岛上定居，最北到达非洲和南美洲。
与大多数近亲相比，巴布亚企鹅有一个重要的优势：它们吃得舒服。它们不会严重依赖一种诱饵，而是会吃掉几乎所有在水下能捕获的东西。
随着磷虾数量的减少，这种灵活性将变得越来越重要。包括帝企鹅和阿德利企鹅在内的瘦食企鹅在某些地区的数量正在减少。与他们一起生活在南极半岛的巴布亚人数量反而在增加。
灵活的饮食有助于推动物种形成
具有讽刺意味的是，巴布亚蜥蜴广泛的饮食可能也有助于创造出今天公认的多样化物种。
由于巴布亚蜥蜴可以吃多种猎物，包括鱼、磷虾、鱿鱼和墨鱼，因此它们不需要远离繁殖地寻找食物。它们年复一年地回到相同的筑巢地点。
随着时间的推移，孤岛上的人们已经适应了当地的环境。这些行为和环境差异因基因中的自然选择而逐渐强化。
研究人员估计，巴布亚这四种物种在过去 30 万至 50 万年内发生了分化。地理隔离以及南极极锋发挥了重要作用，南极极锋是南大洋的主要边界，那里的水温和盐度变化剧烈。该边界还限制海洋动物的活动。
极地北部，那里的水温暖而咸，居住着东部部落， 细叶螟发现于克罗泽岛、马里恩岛和麦夸里岛。北方氏族, 巴布亚小蜂仅限于南美洲的福克兰/马尔维纳斯群岛和马蒂略群岛。
一个新描述的东南血统， 柯古兰果蝇居住在极锋附近。这个相对较少的种群起源于凯尔盖朗岛和可能附近的赫德岛。
南方有很多氏族， 甘草。栖息于南极半岛、南极洲沿海和南乔治亚岛。
企鹅基因组揭示了局部适应
遗传分析由该论文的第一作者、智利大学研究生多莉·诺尔（Dolly Knoll）领导。与之前的工作相比，研究人员观察了更广泛的基因组部分，并分析了数千种称为单核苷酸多态性（SNP）的遗传差异。
这些数据揭示了每个巴布亚物种如何适应其特定的环境。
在南极洲繁衍生息的南巴布亚蜥具有与极端极地条件下的生活相关的基因变化。研究人员发现了大量与产热、脂肪和脂质储存以及光感知相关的基因。光感知的变化可能有助于鸟类应对日光的剧烈季节性变化和雪光的强烈反射。
相比之下，东方巴布亚猫拥有更多与高效碳水化合物代谢和更强潜水性能相关的基因。这些包括参与氧气运输和使用、血管形成、线粒体活动和肺部发育的基因。总之，这些特征使鸟类能够在生物生产力相对较低的海洋中长时间停留在水下。
南美北部的gentu则表现出不同的模式。它的基因组富含与消化、心脏收缩和肌肉兴奋有关的基因。研究人员表示，这些变化支持了长时间水下进食所需的身体活动。
气候变化可能导致岛上企鹅搁浅
该团队还利用气候模型来预测 2050 年巴布亚蜥蜴合适的栖息地。
在温和的气候变化情景下，居住在亚南极地区的岛屿物种将失去其目前居住的所有岛屿上的适当栖息地。在许多情况下，附近很少或没有岛屿可以提供合适的替代栖息地。
南极巴布亚猫可能非常不同。随着条件的变化，其适用范围预计将扩展到非洲大陆。与此同时，随着海冰消失以及生长在冰下的磷虾数量受到影响，帝企鹅、阿德利企鹅和帽带企鹅的数量预计将减少。
维安娜指出，气候变化并不是南极洲以外企鹅面临的唯一威胁。许多人口还受到海洋变暖、栖息地破坏、啮齿动物和狗的捕食、与商业渔业的竞争以及渔网意外捕获的威胁。
“就气候变化而言，人口规模非常小的岛屿物种与亚南极地区的巴布亚企鹅相当，”她说。 “加拉帕戈斯群岛和其他岛屿企鹅物种，因为它们是这些岛屿的特有物种，一旦气候发生变化，它们就无处可去。这些岛屿非常孤立，这些企鹅无法轻易迁移到任何其他地区定居。”
基因组学可以帮助拯救企鹅
鲍伊说，为研究收集的异常庞大和多样化的数据集可能证明其价值超出了企鹅分类学问题。
维也纳已经在研究企鹅基因组中与禽流感生存相关的遗传差异，禽流感是一种目前影响全世界企鹅、鸟类和哺乳动物种群的疾病。识别与抵抗力或脆弱性相关的遗传特征可以帮助自然资源保护主义者确定哪些种群面临最大的风险。
鲍伊说：“全基因组测序不仅改变了我们从事物如何分化的角度看待适应的能力，而且它具有非常重要的保护价值。”
除了鲍伊和维亚纳之外，这项研究还包括来自澳大利亚、西班牙、委内瑞拉、南非、英国、法国、阿根廷、摩纳哥和巴西的生物学家。圣地亚哥智利大学的多莉·诺尔（Dolly Knoll）是该论文的第一作者。
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