

大家好,我是赵序茅,今天很荣幸能给大家介绍一下我的研究工作——给猴子“算命”。大家听到“算命”这两个字,可能会想到天桥底下摆摊的,算一算生辰八字。不过,我们的“算命”是不一样的。这里讲的“算命”,是指通过收集一些野外的数据,利用一系列模型进行模拟,评估猴子过去的生存状态、现在的生存状态以及未来的生存状态(导致现存物种濒危的机制),这是我主要的工作。那么在讲给猴子“算命”之前呢,我想请同学们帮我算一算。全世界有六百多种灵长类动物,我长得比较像哪一种灵长类动物呢?有同学说我像黑猩猩,我像黑猩猩吗?也别猜我像大猩猩了,我给大家看一下。通过软件模拟,说我非常接近这种可爱帅气的小猴子,它叫白头叶猴。当然,我们人类也属于灵长类动物,猿猴是我们的表亲。要给猴子“算命”,首先就是在野外寻找猴子。找到猴子后,还要仔细观察并评估一下它所生存的环境和状态。大家看,我在野外看到一坨便便,就兴高采烈地把它收集起来。因为在野外寻找猴子非常困难,有时候很难见到它本尊。于是我们退而求其次,能见到猴子的便便也就很开心了。因此,在江湖上大家还给我们起了个外号,叫“野外捡屎官”。在我捡屎的过程中,有一次来到了连云港。连云港有一座花果山,我们知道,花果山上曾经有个美猴王——孙悟空,他在花果山有众多的猴子猴孙。那么我突然有一个想法,孙悟空他有没有见过金丝猴呢?金丝猴是一个属的名称,也叫做仰鼻猴,它的鼻孔上仰。世界上有五种金丝猴,分别为川金丝猴、滇金丝猴、黔金丝猴、越南金丝猴和缅甸金丝猴,中国有4种,除了越南金丝猴,其他三种中国都有。虽然都叫金丝猴,但我要告诉大家一个冷知识,不是所有的金丝猴都带有金丝,就像你在老婆饼里也找不到老婆。那么,孙悟空到底有没有见过金丝猴?大家可能觉得问题挺有趣,其实它涉及到一个动物地理学的问题。那么就需要我给金丝猴算一下命,主要算一下金丝猴的前世,就是在历史时期,它在哪里生存?首先,我得去看2000多年来的文字记录。我国的古人是非常聪明的,在很早之前就能够区分出金丝猴。当然,他们无法区分出4种金丝猴,但对整个金丝猴属的描述很详细。我就从这些文献记载当中提取它们的分布信息,比如《中华大典》,还有二十五史。当然这还要感谢我们的历史动物学家文焕然与文榕生先生,他们之前做了很多的铺垫工作。当我把这些金丝猴曾经的分布信息收集起来,我做了一张图。图中黑点的分布,就是它们在历史时期曾经的分布区域。我惊讶地发现,在整个中国南方都有金丝猴的分布。也就是说,孙悟空的确可能在花果山见到过金丝猴。同时,这还是一张趋势面图,就是从0到2000年这个历史区间当中,由红到绿表示时间的变化,红色代表时间早,绿色代表时间晚。那么金丝猴整个的分布范围在收缩,以前的时候整个中国南方都有金丝猴分布,现在金丝猴的分布范围退居到西部少数几个省份。同时,我又提取了历史时期的气候条件和人类活动的变化,比如说人口密度、耕地、牧地的变化。▲Zhao XM…..Li M. 2018. Diversity and Distribution
我发现,人口增长和气候变化是迫使金丝猴属分布面积收缩的一个重要原因,并且在不同时间段发挥的作用不一样。在1200年左右之前,温度的变化是起第一位作用的;1200年左右之后,尤其是1700年左右之后,人口密度的增加发挥的作用是第一位的。那么在研究金丝猴的过程当中,我有一个意外发现。大家都知道,李白曾写下“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”。这个会叫的猿,其实就是长臂猿。也就是说,李白在三峡见到过长臂猿。我们知道,现在三峡地区已经没有长臂猿的分布了。于是我又开始给长臂猿“算命”。▲上:近2000年以来长臂猿的灭绝率
下:近2000年以来华南地区人口密度变化
在给长臂猿“算命”的过程当中,我们利用长臂猿的基因组的序列,用一种算法,可以推算出在历史时期内它的有效种群的变化。这相较于之前对金丝猴的研究,又向前迈进了一步。我在研究金丝猴时,只是考虑了它的分布范围的变化,没有考虑到它种群的变化。经过我的比对、研究和分析,发现历史时期的人类活动、气候变化,尤其是人类活动,导致长臂猿的分布范围收缩,种群数量也减少了。前面我是给金丝猴、长臂猿“算命”,算的是它们的前世,也就是历史时期的生存状态。那么对于动物保护而言,我们不仅要评估它们现在的生存状态,还要预测未来的生存状态,这样我们才可以进行预见性的保护。▲滇金丝猴 朱平芬博士拍摄
于是,我又开始我的寻猴之旅了。大家可以看一下,图片上有一只猴,我不知道大家有没有发现,它就是滇金丝猴。它的肤色是天然的保护色,几乎可以和环境融为一体。我尊称这只猴为大哥。在野外见到猴子不是一件容易的事情。我告诉大家,不仅不容易,还挺危险。
在云南一处叫响古箐的地方,这里面有一群习惯化的猴子,我都差点挨了揍。当时正在春天,猴群当中有刚刚出生的小猴,这个小猴被猴妈妈抱着,我看着比较好奇,然后就盯着小猴去看。这个时候引起了猴妈妈的紧张与不安,然后猴妈妈就开始发出警报声。警报声之后,猴妈妈所在的家庭就把我围起来了,对我发出威胁,所谓的威胁就是对我龇牙咧嘴。哎呀,当时把我吓坏了。你知道在深山老林,呼天天不应,叫地地不灵。这个时候,我灵机一动,我想起了以前猴子之间发生冲突时的解决措施。当弱小的猴子打不过强大的猴子时,它怎么办呢?在动物行为学上有个动作叫屈服,就是趴在下面,表示服从。于是我也模仿着做了一个动作,于是就成功地突围了。那么我在调查滇金丝猴的过程中,看这两条河,滇金丝猴生活在澜沧江和金沙江的交界地带,在滇西北到西藏的这一片狭窄区域内。在调查的过程当中,我就会发现,有很多的地方,本来适合滇金丝猴的生存,由于受到人类活动中采集和放牧行为的影响,这群滇金丝猴放弃了这么优质的栖息地。于是我利用物种分布模型,对我采集的数据进行分析,构建了6个模型。第1个模型用于评估滇金丝猴现在的生存状态,并预测未来的变化。从图上可以看到,绿色区域表示这块的栖息地从2000年到2050年一直没有发生变化。红色区域表示现在适宜滇金丝猴生存,但由于未来气候变化,将变得不适宜。所以,从a、b、c这三个图上我们可以清晰地看出,整个猴群的南部和中部面临着一系列威胁。所以我们所谓的预见性保护,就是不等到危险到来的那一天,我们提前进行规划,进行保护。▲Zhao XM……Li M. 2019 Biological Conservation
同时我还研究发现,虽然整体猴群的数量增加了,但是它们被孤立地分布在17个小群里边,并且群与群之间它们没有办法进行基因交流。所以我也提出了,对于物种的保护,你不能仅仅看数量,我们还要结合它们的遗传多样性。比如,看南部的几个小群,如果说它们消失了,不仅仅是丢失了一群猴子,重要的是,一些特有的遗传多样性将永远丢失。所以我们要考虑到人类活动、气候变化,还有遗传多样性,对物种进行综合性的保护。告别了滇金丝猴后,我又开始寻找川金丝猴。相比于滇金丝猴,川金丝猴它的分布更广,种群数量也更大。▲川金丝猴分布图
目前,川金丝猴分布在中国的湖北、四川、陕西、甘肃这4个省,图中圆点表示的是我所调查的猴群。那么,大家从这几个群之间能看出来什么?是不是彼此孤立?那么由此我就想:同样是川金丝猴,那么我们对它保护的时候,是不是要区别进行保护?如果说同一个尺度进行保护,它就有可能造成顾此失彼,还有可能造成保护资源的浪费。于是,我就开始对每个群进行分开评估。我发现,川金丝猴之所以会分为3个地理亚群,与末次间冰期和末次盛冰期以来其栖息地的收缩,以及种群数量的减少有很大关系。这些因素共同造成了这种地理亚群的分割。分割之后,这3个地理亚群形成了独自的演化趋势。虽然现在还没有成为独立的新种,但是有走向独立的趋势。而且,它们所面临的气候变化和人类活动的压力是不同的,同时它们自身所具备的遗传多样性也是不同的。于是我们就提出来对于地理亚群应当进行区别保护的观点。因为我们现在对物种的保护都是以种为单位,比如说,大熊猫是国家一级保护动物,金丝猴是国家一级保护动物。但川金丝猴的种群已分为3个地理亚群,每个亚群面临的保护压力是不同的。所以我们未来的保护趋势也要对它进行精细化、区别对待。这里边面临威胁比较严重的是湖北的神农架种群,首先它的遗传多样性比较独特,其次它面临的生态环境压力还是比较大的。在研究川金丝猴的过程中,我还遇到了一个小意外,我在深山老林遭到了“抢劫”。当然,抢我的不是人类,而是一只猴子。大家看,它手里抱着的那瓶饮料就是抢我的。2018年,我在四川寻找川金丝猴时,从包里刚拿出来一口没喝,突然感觉背后有个身影,一下子就把饮料捞走了。之后,就它端坐在树杈上,用一副鄙夷的眼神看着我,好像在说:“我抢你,你咋的?”其实,我把它拍下来,倒不是在乎这一瓶饮料,而是这件事给了我一个启示。这个启示就是,这只猴子如此彪悍,那么它和川金丝猴之间有什么关系呢?它会不会像欺负我一样去欺负金丝猴呢?也就是说,当我们对猴子的生存状况进行“算命”时,也要考虑猴与猴之间的邻居关系,也就是种间关系。于是,我选择了在藏酋猴和川金丝猴都有分布的唐家河国家自然保护区开展研究。我们看上图,三角形的分布点是藏酋猴,圆点是川金丝猴。我们发现它们首先是空间上分布有重叠,用我们专业的话说叫空间生态位重叠。同样,我们对它们的食物生态位,也就是每种猴子取食的食物也进行了分析。结果发现,在食物生态位方面,它们所吃的食物有重叠情况。也就是说,从空间生态位到食物生态位,藏酋猴和川金丝猴都有重叠现象。那么,在生态位高度重叠的情况下,藏酋猴的存在会对川金丝猴造成怎样的影响呢?为了探究这个问题,我们依据采集到的数据,重新构建了物种分布模型。我们来看,这分别是模拟的川金丝猴和藏酋猴的情况。如果不考虑藏酋猴的存在,那么川金丝猴适宜的栖息地要大得多。而当我们考虑到藏酋猴的存在,以及它们之间的种间关系时,川金丝猴的栖息地面积会萎缩很多。并且看最后一张图,从2050年的模拟图可以看到,到2050年,整个川金丝猴的栖息地就只剩下零星的几块区域了。这个研究向我们揭示,对于物种的保护,尤其是濒危物种的保护,我们除了要考虑气候变化、人类活动等因素之外,还必须考虑物种之间的种间关系对它们的影响,然后进行合理的规划和布局。以上就是我给猴子“算命”,算它们前世今生的过程。在做科研之外,我还做一些科普工作。为什么要做科普工作呢?因为对于物种保护而言,科研固然重要,但如果我只是埋头研究,而公众对保护的价值和意义缺乏了解,那么物种保护这项工作很难取得成效。因为整个物种保护是一个系统工程,需要全民参与。所以,我也积极投身于科普工作当中。这是我在《光明日报》上发表的一篇文章,文章论述一个核心问题,即我们为什么要保护野生动物。这里边的逻辑很简单,我们保护它们,并不是因为它们弱小可怜,值得人类同情,而是因为它们在保护我们人类。同时,我还通过研究,为政府的保护规划提供决策依据和科研支持。如此一来,便形成了一个有一定特色的研究体系:以科研为核心,一方面对公众进行科学普及,另一方面为政府的咨询决策提供建议。这只猴子是我在四川白水河拍到的。它当时摆出了一个类似敬礼的姿势。这是一只已经被习惯化的猴子。我曾为它写下这样一句话:这只猴子本可以在世界自由地生存,它不需要敬礼。当它举起手的那一刻,它看似离人类的文明近了一步,但是它却永远无法做回一只猴。我给自己取了一个网名叫“动物翻译官”。那么何为“动物翻译官”呢?在科研方面,我通过为动物“算命”探究它们的生存状况;在科普领域,我把我对动物界的观察与研究,将动物们独特的“语言”翻译成人类能够理解的语言讲给大家,希望能和大家一同保护濒危动物和珍稀动物。我也要特别感谢我的导师——中国科学院动物研究所灵长类研究组的李明研究员,感谢他给我的悉心指导和大力支持!我们的相关研究发表在Biological Conservation、Diversity and Distributions 等保护生物学主流期刊。
参考文献(*通讯作者):
[1] Zhao XM*, Garber PA#, Ye XL, Li M*. 2023. The impact of climate change and human activities over ttthe past 2000 years has increased the spatial-temporal extinction rate of gibbons. Biological Conservation, 281, 10998.
[2] Zhao XM*, Li X, Zhang Z, Garber PA, Yu M, Qiao H, Li M. 2022. Differential response to climate change and human activities in three lineages of Sichuan snub-nosed monkeys (Rhinopithecus roxellana). Diversity and Distributions, 28:2416–2428
[3] Ye X, Wu Q, Li X, Zhao XM*. 2022. Incorporating interspecific relationships into species distribution models can better assess the response of species to climate change, a case study of two Chinese primates. Ecological Indicators, 142:109255
[4] Zhao XM*, Li X, Garber PA, Qi X, Xiang Z, Liu X, Lian Z, Li M. 2021. Investment in science can mitigate the negative impacts of land use on declining primate populations. American Journal of Primatology, 83: e23302.
[5] Zhao XM, Ren BP, Garber PA, Li u Z, Li M*. 2019. Climate change, grazing, and collecting accelerate habitat contraction in an endangered primate. Biological Conservation. 231: 88-97.
[6] Zhao XM, Ren BP, Garber PA, Li X, Li M*. 2018. Impacts of human activity and climate change on the distribution of snub-nosed monkeys in China during the past 2000 years. Diversity and Distribution, 24: 92-102.
文章和演讲仅代表作者观点,不代表格致论道讲坛立场。关注使用“科学与中国”小程序,可观看以院士科普视频为代表的优秀科普视频,第一时间获取中国科学院公众科学日、科学节、格致论道演讲活动等科普活动报名信息。“格致论道”,原称“SELF格致论道”,致力于非凡思想的跨界传播,旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展,由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院网络安全和信息化领导小组办公室主办,中国科普博览(中国科学院科普云平台)提供技术支持。欢迎关注格致论道官网: self.org.cn,微信公众号: SELFtalks,微博: 格致论道。