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节气到了惊蛰之际，来台度冬的黑面琵鹭，累积足够的能量、换上亮丽繁殖羽，准备离开蛰居一个冬季的栖地，往北飞回夏季繁殖栖地。就在此时，特生中心与台师大组成的研究团队率先全球，正式宣布完成黑面琵鹭全基因定序，解开黑琵遗传多样性之谜。
在台湾度冬栖地累积足够的能量、换上美丽的繁殖羽，黑面琵鹭即将返回夏栖地，完成繁衍后代的使命。摄影：郭东辉、特生中心提供 农委会特有生物研究保育中心与台湾师范大学生命科学专业学院，7日联合召开记者会，发布这项经过两年合作整理分析、全球首度黑面琵鹭基因组完整定序讯息。结果显示：历经1990年代族群数瓶颈效应之后，全球积极保育行动，促使族群扩展、遗传多样性恢复丰度；而栖地多样性、经营管理是未来发展的重点。 找出多遗传多样性现况 解答族群适应的潜能 世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种红皮书中，列为濒危（CR）的黑面琵鹭，每年10月至隔年4月，约有6成的族群来台度冬，西南沿海浅滩湿地是其重要的度冬栖地，鱼塭收成后的浅池，也常有黑琵造访觅食的足迹；它们是这些栖地的居民。 1990年代，全球黑琵族群数一度下降到300只以下，让全球保育组织意识到需协力保护这个物种。无论是繁殖栖地或度冬栖地所在地，经过多年来的努力，虽族群数大幅提升，直至去年全球黑琵普查，族群数仍不足4000只。今年全球普查结果尚未公布，可喜的是，台湾度冬族群数比前一年多了500只，直逼2600只。
台湾是黑面琵鹭最重要的度冬栖地，完整的里海地景创造人与野生物和谐共处的画面。高雄鸟会提供 不过，1990年代的瓶颈事件是否造成近亲交配，导致黑面琵鹭丧失大量的遗传变异？最新研究指出，“遗传多样性和族群数有相对关系，族群数越大越稳定，遗传多样性相对丰富多元，适应环境的能力就越强。”因此，研究团队试着从黑琵的基因序列中寻找答案。 “瓶颈效应就好必一罐酱油，平底较宽，瓶口较小；一个族群数从数量较大的瓶底，例如从1万只到300只，300只明显是瓶颈，由此说明族群大量的衰退。”特生中心高海拔试验站主任姚正得表示，全基因组定序技术虽已发展成熟，仍须仰赖好的样本，只是濒危物种的研究材料取得相当不易。 特生中心野生动物急救站此时发挥了重要功能。2015年冬天在台湾南部救伤的雄性黑琵个体，依据当时检查血液时所获得高质量的DNA样本，并针对10只在2002年因肉毒杆菌中毒而伤亡的黑面琵鹭个体取得黑面琵鹭样本，进行全基因组重定序。 即使如此，仍需针对庞大的讯息进行分析，研究团队即花了两年的时间进行基因组定序，从基因片段的总长看，约11.9亿个碱基对（组成基因最基本的分子）、完成基因组中约1万2774个基因。姚正得说，从鸟类的共同基因来看，黑琵分析出的总数是相当完整，成为后续分析的基础。
历经1990年代瓶颈效应，黑面琵鹭随着族群数量壮大，近亲交配的影响逐渐缓解，遗传多样性与皇家琵鹭不相上下。摄影：郭东辉、特生中心提供 近亲皇家琵鹭提供比较信息 遗传差异度不大 完成定序后，如何得知其遗传多样性？李寿先说，栖地位于澳洲、纽西兰、新几内亚的“皇家琵鹭”（P. regia），是黑琵的近亲，而且族群数量大，约10万只，长久来处于稳定的状态，是绝佳的比照对象。 基因组的变异程度可用来推估过去历史的有效族群量；从相关研究如游隼、黑猩猩、红毛猩猩、熊等所进行的推估，有效族群通常只占实际族群的1/10。 研究团队从最后一次冰河期结束（约1万8000年前），进行比较。姚正得解释，冰河期造成大多数物种族群萎缩，冰河期结束后，每种物种族群发展则有差异，皇家琵鹭的族群数呈现微幅上扬，而黑面琵鹭则相反。透过推估，黑面琵鹭冰河期后族群数约有6万只左右，即使在瓶颈效应发生前，黑面琵鹭也应有1万只规模。 尽管族群数这几年来有长足的进展，仍有必要了解遗传多样性是否足够。基因多样性是否具有未来发展的潜能，尤其黑琵近代曾落入族群瓶颈，更须了解是否因近亲交配窄化基因多样性。 透过近亲交配的因子长度比对，黑面琵鹭呈现的情况虽较皇家琵鹭显著，瓶颈效应确实对黑琵造成影响，但是近亲交配的程度，也随着族群数量的回升逐渐缓解。姚正得解释，在一个很紧迫的时间造成的近亲交配，会随着族群数增加而降低影响。 研究团队进一步与皇琵进行遗传多样性比较，结果显示旗鼓相当；表示瓶颈效应对黑琵遗传多样性的影响相当有限。 姚正得对此总结说，从冰河时期结束，黑琵的族群数量就不断下降，加上战争、化学药剂的使用等人为因素，更加剧瓶颈效应，短暂的瓶颈效应曾导致黑面琵鹭近亲交配，但也随着这30年的努力，族群上升，近亲交配的影响逐渐缓解中。
特生中心提供。 栖地保护及复育 黑琵最佳礼物 这个讯息显示，30年来保育的方向，让族群数壮大是正确的发展；瓶颈效应并未造成遗传基因丢失的现象。研究团队认为黑面琵鹭仍具有环境适应的潜能；另一方面，台湾要恢复黑琵族群数到瓶颈效应之前，仍有一段努力空间，而关键就是度冬栖地保育上，须善尽保育的责任，避免族群剧烈的下降。 尽管今年全球黑面琵鹭普查尚未公布，但台湾普查数据已经出炉。过去一想到黑面琵鹭就连结到曾文溪口、四草等栖地，如今已被布袋盐田湿地取代，尤其四草的数量明显下降；另外，无论七股或布袋盐田，都因光电开发用地甚窘，未来是否能安然栖息仍充满变量。 黑琵来台度冬族群数量再添500只，一则以喜，但栖地环境没有准备好，却令人忧心。高屏溪口虽然有十几只黑面琵鹭稳定的族群，近日引发度冬水鸟集体暴毙，显示栖息环境质量恶劣。 姚正得认为，黑面琵鹭会自己找栖地，增加栖地多样性和范围有助于族群健康。此外，对于既有的保护区、国家公园、国家重要湿地等，透过经营管理，增加黑面琵鹭的负载量，是黑琵保育契机。 这项研究凸显了，维系生物多样性的关键，从基因多样性到物种多样性，最后端赖多样性的栖息环境。特生中心主任杨嘉栋说，黑面琵鹭是全球关注的物种，超过一半的族群每年选择到台湾度冬，它的基因组定序台湾当仁不让。这份认知与使命，促使台湾拔得头筹，为全球濒绝物种指引保育方向。 黑面琵鹭近五年来在台湾过冬的数量趋势仍持续成长中，他邀请民众共同支持栖地改善与维护，一起推动增加栖息环境，用积极的保育行动，善待这群冬天的居民。
左起：师大生科系研究员叶佳芬、特生中心姚正得、杨嘉栋。特生中心提供 （编辑：Nicola） |
