探秘猫鲨：全球变暖下的生存挑战与种群命运

为探究全球变暖对鲨鱼种群的影响，研究人员以小斑猫鲨（Scyliorhinus canicula）和虎纹猫鲨（S. stellaris）为对象，运用生物能量模型研究其生长、繁殖等变化。结果显示不同情景下两物种受影响不同，强调了保护策略的紧迫性。

在地球气候持续变暖的当下，海洋生态系统正面临着前所未有的挑战。鱼类作为海洋生物的重要组成部分，其生存与繁衍受到了极大的威胁。尤其是像鲨鱼这样的物种，许多鲨鱼具有晚熟、繁殖率低的特点，这使得它们在应对环境变化时显得格外脆弱。全球变暖不仅改变了海水温度，还影响了食物资源的分布和可获取性，这些变化都可能对鲨鱼的生存、生长、繁殖和种群动态产生深远影响。然而，以往对于这些影响的研究还不够深入，缺乏对不同鲨鱼物种在不同气候情景下的细致分析。为了填补这一空白，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Ecological Modelling》上。

研究人员选取了两种具有代表性的猫鲨，即小斑猫鲨（Scyliorhinus canicula）和虎纹猫鲨（S. stellaris）。小斑猫鲨广泛分布于东北大西洋，能适应较宽的温度范围；虎纹猫鲨则主要栖息在不列颠群岛附近的浅水区，对温度变化更为敏感。研究人员采用了生物能量模型（bioenergetic model）结合种群动态矩阵模型（population dynamic matrix model）的方法进行研究。在生物能量模型中，对各种生理过程进行了详细的参数设定，并根据不同的温度情景进行模拟。温度情景包括历史温度数据（1994 - 2015 年）以及基于 CMIP6 气候模型预测的 2100 年的两种情景：SSP2 - 4.5（代表碳排放适度增长后逐渐下降的情景）和 SSP5 - 8.5（代表碳排放大幅增长的情景）。同时，通过实验测定了标准代谢率（standard metabolic rate，SMR）等关键生理参数，为模型提供了可靠的数据支持。

研究结果

1. 生物能量模型预测结果：模型预测在历史温度和 SSP2 - 4.5 情景下，两种猫鲨的第一年生存率较高，分别为 80% 和 83%。但在 SSP5 - 8.5 情景下，小斑猫鲨的生存率降至 33%，虎纹猫鲨更是低至 23%。在生长方面，SSP5 - 8.5 情景下，两种猫鲨与历史温度情景相比都出现了显著的生长差异。小斑猫鲨在该情景下，1 - 10 岁个体的平均体重相比历史情景有所降低，但随着年龄增长，差异逐渐减小；虎纹猫鲨的体重在各年龄段都明显低于历史情景，且没有随年龄减小差异的趋势。在成熟度方面，小斑猫鲨在不同情景下达到 50% 成熟个体的年龄差异不显著，但在 SSP2 - 4.5 情景下，年轻个体成熟稍晚，而年长个体成熟更快，总体成熟时间早于历史情景。虎纹猫鲨在历史和 SSP2 - 4.5 情景下，大多个体在 9 - 10 岁成熟，而在 SSP5 - 8.5 情景下，1000 个初始个体中只有 4 个在 13 岁达到成熟。在产卵数量上，小斑猫鲨在不同情景下差异较小，而虎纹猫鲨在 SSP5 - 8.5 情景下产卵量更低且更不稳定。
2. 矩阵投影模型预测结果：在历史温度情景下，小斑猫鲨种群呈增长趋势（λ = 1.18；r = 0.17），虎纹猫鲨种群保持稳定（λ = 0.98 ∼ 1；r = −0.02 ∼ 0）。在 SSP2 - 4.5 情景下，小斑猫鲨的种群增长速率、净繁殖率和世代时间与历史情景相似；虎纹猫鲨也保持相对稳定。但在 SSP5 - 8.5 情景下，两种猫鲨的种群增长速率降低，繁殖率下降，世代时间延长。其中，虎纹猫鲨种群出现明显衰退（λ = 0.75；r = −0.29）。

研究结论与讨论

该研究表明，全球变暖对小斑猫鲨和虎纹猫鲨的影响存在显著差异。在 SSP5 - 8.5 这种更严重的变暖情景下，两种猫鲨都面临着生存挑战，尤其是虎纹猫鲨，其种群有崩溃的风险。这一结果凸显了晚熟、低繁殖率和分布范围狭窄的物种对全球变暖的高度敏感性。同时，研究还发现，第一年生存率是影响猫鲨种群动态的关键因素。在高温情景下，猫鲨可能会通过改变产卵区域、时间等方式来应对，但这些策略的有效性还需要进一步研究。此外，研究人员指出，目前的模型仅考虑了温度因素，而海洋酸化、脱氧等其他环境变化也可能对猫鲨产生重要影响，未来的研究需要综合考虑这些因素，以更全面地评估猫鲨在全球变暖背景下的生存状况。这项研究为制定针对性的鲨鱼保护策略提供了重要依据，强调了在保护鲨鱼种群时，必须充分考虑其生命史特征和环境变化的影响，对于维护海洋生态平衡具有重要意义。