首个北极熊进化综合评估出炉！20+种群基因多样性骤降 |海潮天下

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天下·导读

北极熊正面临一场前所未有的“演化时差”。2026年3月16日发表的一项最新研究证实，尽管北极熊在过去50年里表现出了惊人的行为灵活性，但它们的基因组并未产生适应变暖的实质进化。当前，全球野生北极熊的总数量估计在22,000~31,000头之间。随着海冰消融，全球20个亚种群正沦为遗传孤岛，体型缩水、近亲繁殖与多样性丧失正悄然瓦解这一旗舰物种的生存韧性。单纯保护个体数量已不足以应对危机，保护其破碎化的遗传潜力与生态连通性已刻不容缓。

该研究提出了“遗传连通性廊道”，指出随着北极航道日益繁忙，保护工作必须从单纯的地理划片转向“遗传廊道保护”。这直接影响了当前正在审议中的北极航运管理条例，要求新航道必须避开关键的基因交换区。

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过去半个世纪，科学界对北极熊的观察大多停留在“宏观生态学”层面，比如卫星追踪它的行走路线、称量它的体重变化、数它生了几个崽。虽然积累了大量关于海冰消融导致北极熊变瘦、变少的观测数据，但在“微观遗传学”层面，人类对其内部演化机制的理解却非常零散。在公众传播和部分早期研究中，北极熊被观察到开始吃鸟蛋、翻垃圾桶、甚至在无冰期长期游泳。这种极强的“表型可塑性”给了一些人盲目的乐观，认为北极熊可以靠改变行为来抵消变暖的影响。但是，这种行为上的“临时抱佛脚”是否真的能转化为遗传上的“永久适配”？

海潮天下（Marine Biodiversity）小编读到一篇2026年3月16日发表在《生态学专论》（Ecological Monographs）上的最新科研综述，科学家们对过去40年间的53项同行评审研究的系统梳理，揭示了一个令人揪心的情况——尽管北极熊在行为上表现出了极强的灵活性，但在遗传层面，它们并未展现出能够适应当前气候快速变暖的演化迹象。作为北极生态系统的旗舰物种，北极熊正面临着演化速度远滞后于环境恶化速度的严峻挑战。

这是首份关于北极熊进化研究的综合性综述，其问世正值关键时刻——随着北极地区急剧变化，有效的保护工作日益需要将遗传学与进化数据纳入管理决策之中。

▲上图：将演化遗传学研究纳入北极熊保护与管理决策的路径示意图。评估北极熊近期的演化模式，并将原住民知识与西方科学体系相结合，可为亚种群监测、管理单元划分、可持续捕捞量评估以及保护现状评估提供科学依据。开发一项专门的遗传管理计划，将有助于整合不同领域的知识，使北极熊保护工作与全球生物多样性框架保持一致。此外，这一框架不仅适用于北极熊，还可扩展至整个北极生态系统水平的生物多样性保护工作。论文出处：Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)（CC BY-NC-ND 4.0）

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▲上图：一头北极熊在北极海水中游渡。©赵宇 摄影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

全球20个北极熊种群

正因失去连通性而衰退

该研究指出，受气候变暖和选择性捕捞等因素影响，北极熊的体型正在缩减。这种变化并非生物学意义上的良性进化，而是一种适应不良。

在自然界中，体型较小的北极熊脂肪储备能力更弱，在长达数月的无冰期禁食过程中，它们对抗饥饿的能力显著下降。更严重的是，体型缩小的雌性北极熊繁育出的幼崽体型也随之减小，直接导致了幼崽存活率的降低。这种体型上的退化，实际上是物种在极端压力下生存质量下降的直观体现。

▲上图：2024年由世界自然保护联盟物种生存委员会北极熊专家组（IUCN/SSC PBSG）划分的全球北极熊亚种群边界。该图展示了目前科学界公认的20个北极熊管理单元，这些边界的设定综合参考了地理特征、生态差异以及最新的遗传学研究数据，是评估各区域种群状态及制定分类保护政策的基础依据。论文出处：Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)（CC BY-NC-ND 4.0）

海冰的消失，剥夺的不只是北极熊的猎场，也切断了种群间的“基因高速公路”。因为海冰作为“物理媒介”，具有不可替代性。北极熊的狩猎、迁移和交配完全依赖海冰提供的连通性。随着北极变暖，海冰的季节性消融期延长，原本连贯的“冰路”破碎化，形成了地理隔离。

该研究表明，全球20个北极熊亚种群之间的基因流正在因海冰断裂而受阻。这种物理上的断裂，直接导致了种群间基因流（Gene Flow）的减弱，使原本通过远距离移动维持的遗传多样性开始萎缩。该研究发现，在斯瓦尔巴群岛和挪威湾等地区，由于长期地理隔离，种群内部的近亲繁殖率显著上升，遗传多样性持续流失。

这种遗传基础的薄弱，意味着物种的适应潜能正在被掏空，一旦未来出现新型致病菌、或更极端的气候波动，这些种群将缺乏足够的遗传变异来筛选出具备抗性的个体，灭绝风险随之激增。

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▲在斯瓦尔巴群岛，海冰的加速消融正迫使当地北极熊陷入一种近乎隔绝的生存状态。研究显示，随着通往俄罗斯北极海域及格陵兰岛的冰层通道断裂，该地区的基因流在过去二十年间显著减弱。上图：融化中的北极海冰。©赵宇 摄影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

北极熊出现“适应不良”进化，

存活率面临断崖式挑战

虽然北极熊展现出了惊人的表型可塑性，例如改变狩猎策略、增加游泳频率，甚至在东南格陵兰岛利用淡水冰川冰作为海冰的替代品存活，但科学家强调，这种行为上的改变目前仅停留在线性反应层面，并没有转化为群体水平的基因突变。换言之，北极熊只是在通过消耗自身的生理潜能来勉强维持现状，而非从基因层面完成了真正的版本更新。

文中特别提到了人类活动对这种“遗传廊道”的威胁。随着北极航运密度的增加，船只往来可能会进一步撕裂北极熊的移动路径。随着北极冰层的减薄，以往无法通航的区域正逐渐演变为繁忙的商业航道。船只的频繁往来是一种动态的干扰。航道就像是在北极熊的移动路径上切开了一道道无法逾越的深沟，进一步撕裂了本就脆弱的迁移廊道。特别是对于那些依赖特定路径进行基因交换的亚种群，航道的介入可能导致长期性的遗传孤立。

基于这些科学实证，该研究团队呼吁，必须将遗传学数据深度整合进保护决策中。当前的保护策略应当从单纯关注数量转变为保护物种的遗传潜力。这包括制定专门的遗传管理计划，在规划北极航道和海洋保护区时，必须严防人类活动切断关键的基因交流廊道。特别是像哈德逊湾这样连接多个种群的基因混合区，其生态连通性对维持整个物种的长期韧性至关重要。

▲上图：已发表的北极熊演化遗传学研究概况。图中条形图根据研究涉及的不同演化过程进行了颜色标注。论文出处：Rivkin L R, King K C K, Aars J, et al. (2026)（CC BY-NC-ND 4.0）

第一作者露丝·里夫金博士（Dr. Ruth Rivkin）指出：“在变暖的北极保护北极熊，最有效的途径之一是通过保护栖息地来维持生态系统连通性。建立海洋保护区、合理规划航道等措施，能够保障北极熊及其他北极物种的扩散，帮助它们与其他种群保持联系，而这正是维持遗传多样性、保障物种长期恢复力的关键。”

该研究建议，未来的北极熊保护不应只关注划定静态的保护区，而应建立动态的遗传管理计划，将这些“生态廊道”的完整性作为评估物种韧性的核心指标。这与《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》中强调的“生态连通性”目标完全契合。

感兴趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）读者可以参看全文：
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

适应不良（Maladaptation）

在进化生物学中，适应不良（Maladaptation）是指生物体为了应对环境压力而产生的某种特征或行为改变，虽然在短期内看起来是对环境的某种“响应”，但从长远来看，这种改变非但没有提高生物的生存或繁殖成功率，反而使物种变得更加脆弱，增加了灭绝风险。

比如说，雪兔的“换毛错位”是气候变暖导致的典型视觉陷阱。在演化历程中，北极的雪兔会感知日照长度、来触发换毛，确保冬天的白色皮毛能完美融入雪地，但随着全球变暖导致积雪提前融化，日照规律并未改变，这使得雪兔在棕色的土地上依然保持通体雪白。这种曾经赖以生存的“伪装”本能，在失去积雪背景后，反而让它们成了捕食者眼中最显眼的猎物。又比如说，海龟幼崽，千万年来，小海龟孵化后会本能地追逐海平面上微弱的自然光（月光或星光）以回归大海，但在现代沿海地区，明亮的酒店灯光和路灯远强于自然光。这种寻找生命水源的本能，现在却诱导无数幼崽爬向内陆、马路或建筑陷阱，导致它们在脱水或交通事故中大批死亡。

02

有效种群大小（Effective Population Size）

有效种群大小（Effective Population Size）是演化遗传学中的一个核心理论概念，指在一个理想种群（随机交配、数量恒定、无性别差异且个体贡献均等）中，能够产生与观测种群相同水平的遗传漂变或近亲繁殖速率的个体数量。在现实自然界中，由于个体间繁殖成功率不均、性别比例失衡以及种群数量波动等因素的影响，有效种群大小往往远小于通过肉眼观测或直接计数得到的实际个体总数。这一概念在物种保护中具有决定性意义。

比如说，在一个拥有1000只个体的北极熊种群中，如果仅有200只成年个体参与交配、且极少数强壮雄性垄断了受精权，那么该种群的遗传多样性流失速度将等同于一个仅有几十只个体的理想种群，其有效种群大小远低于1000。再如，遭受严重盗猎的犀牛种群，由于性别比例严重失调（雄性极少），即便总数尚未归零，其有效种群大小也会因遗传贡献高度集中而剧烈缩减，导致物种在遗传学层面提前陷入灭绝漩涡。此外，经历过短期数量骤减（瓶颈效应）的濒危物种，即使后来个体总数回升，其有效种群大小在很长一段时间内仍会维持在低位，使其依然脆弱且缺乏演化韧性。

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体，在不同的环境条件下产生不同表型（外在特征、生理状态或行为）的能力。它并非基因序列发生了改变，而是生物体的一套“应变机制”，允许个体在不依赖漫长基因突变的情况下，调节基因表达，来适应瞬息万变的环境。这种灵活性是生物进化的重要策略，让同一物种能够在跨度巨大的生境中生存，或在季节更迭中迅速调整自身的生存状态。

在自然界中，这种现象随处可见，比如水毛茛在水下的叶片呈丝状以减少阻力，而水面上的叶片则呈扁平状以进行光合作用。又如某些蝴蝶，在白昼较短的季节孵化时翅膀颜色较深、以吸收热量，而在盛夏孵化时颜色较浅，以防过热。对于北极熊而言，表型可塑性体现在它们能因海冰减少而尝试转产陆地觅食，但这种行为上的灵活应变若不能弥补能量缺口，仍无法从根本上扭转物种在遗传演化上的困境。

本文参考资料

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

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

声明：1）本文基于发表于《生态学专著》（Ecological Monographs）的研究论文《变暖北极背景下与气候相关的演化与遗传学》。本文仅代表资讯，仅供读者参考，不代表平台观点。2）本文已经开启“快捷转载”；3）欢迎专家、读者不吝指正、留言、赐稿！欢迎有理有据的不同意见，激发思考、百家争鸣。

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

文 | 王海诗

排版 | 卢晓雨

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