在地球上最热的地方和北美最干旱的陆地中间,一块岩石露头,你很难想象这里会有鱼。
但是,一群微小、闪闪发光的鱼似乎无忧无虑地在死亡谷沙漠著名的魔鬼洞中嬉戏。
魔鬼洞鳉鱼
这个狭窄的洞穴里充满了惊人清澈的水,水温常年保持在华氏93度,氧气含量极低。确实,这个无底的地热池赋予了魔鬼洞鳉鱼(Cyprinodon diabolis)它们的名字——加上一些像小狗玩耍一样的活泼交配行为——是所有脊椎动物中最狭窄的地理分布范围。据最新统计,它们总数只有175条,是地球上最稀有的鱼类。

斑点鳉(图片来源:/Getty Images
/Getty Images
然而,自1900年以来,地球已变暖华氏1.9度,覆盖地球表面约25%的沙漠生态系统尤其面临风险,包括沙漠鱼类。
气候变化将改变季节模式,气温升高将增加沙漠动植物的生理压力。现在,科学家们正在竞相研究这些独特的鱼类如何在几乎无法居住的环境中生存下来,以期拯救它们。
阅读更多:认识羊头鱼——长着人类牙齿的鱼
还剩下多少魔鬼洞鳉鱼?
魔鬼洞鳉鱼被认为是更广泛环境变化的“煤矿里的金丝雀”。自20世纪50年代以来,科学家们一直在统计其种群数量,通常在春季发现约200条,秋季发现450条,直到20世纪90年代,数量开始下降。
“它在2007年降到最低点,当时只有38条个体,2013年降到35条,”加州大学伯克利分校的鱼类生态学家兼教授克里斯·马丁说。“但它们正在反弹。最近,数量已增至175条,是22年来的最高水平。”
世界上最稀有的鱼为何如此独特?
大多数其他鱼类无法在魔鬼洞这样的栖息地生存——其极端的水质意味着溶解氧更少,而鱼类生存需要氧气。根据一项研究,鳉鱼有一种适应性行为,称为反常厌氧,它们会抑制新陈代谢,最长可达2.5小时不呼吸氧气,这可能与它们的肠道微生物组有关。这种行为可能有助于应对气候变化引发的热量和随之而来的缺氧。

(图片来源:Ken Lund,通过Flickr,遵循知识共享许可)
Ken Lund 通过 Flickr 在知识共享许可下
“魔鬼洞的水质已经达到了鱼类能够持续承受的极限,”阿什草地鱼类保护中心的鱼类生物学家兼设施经理詹妮弗·古姆博士说。古姆负责管理一个卫星设施,那里有一个魔鬼洞的复制品,维持着一个避难种群的鳉鱼,以进行进一步研究。
阅读更多:认识弹涂鱼:在陆地上行走的鱼
鳉鱼栖息地
尽管魔鬼洞深达500多英尺,这些鱼大部分都生活在水深25-35英尺的范围内。它们在一个几乎被水淹没的180平方英尺的岩石架上觅食和繁殖。水位的波动将整个种群置于危险之中。
然而,古姆说,当阳光过于强烈时,鱼类往往会避开岩架。它们在夏季在岩架上的活动较少,而且随着气候变化在春秋两季(主要的繁殖季节)推高气温,它们可能会减少产卵或食用岩架上丰富的藻类(主要食物来源)的时间。
事实上,一项研究发现,2009年至2012年间,岩架水温已升至不适合卵孵化和幼鱼食物供应的最佳条件以上,这可能导致了当时种群数量的下降。全球变暖可能会加剧这一趋势。
一种基因多样性低的稀有鱼类
总的来说,这个小种群的基因多样性极低。马丁在伯克利鱼类实验室的研究人员最近对魔鬼洞鳉鱼的基因组进行了测序,发现了一些独特的突变,其中包括一个影响精子尾部的突变。这可能使其无法游动,从而无法使卵受精。

(图片来源:Olin Feuerbacker。美国鱼类及野生动物管理局太平洋西南区/Flickr)
奥林·费尔巴克。美国鱼类及野生动物管理局太平洋西南区/Flickr
“所有这些近亲繁殖都相当糟糕,”该实验室的研究员兼论文作者大卫·田说。但有一个潜在的偶然性:基因清除。“清除是一种机制,一旦这些突变变成纯合子,它们就可以被[自然]选择,进化实际上可以把它们从种群中清除掉,”他补充道。
阅读更多:鱼会感到疼痛吗?
气候变化与沙漠鱼类
对于气候变化,野生动物的一个常用说法可能是:适应、迁徙或死亡。对于生活在孤立沙漠水源中的鱼类来说,迁徙是困难的。
沙漠鱼类将不得不争夺稀缺资源,并适应更严酷的条件。这不仅仅是高温——气候变化还加剧了干旱和野火。当泉水流量下降时,当地鱼类的营养供应也会随之下降。
干涸的溪流可能导致碎片化(当溪流的部分不再连接时),使鱼类搁浅。当灰烬和烟尘落入溪流和湖泊或成为径流时,鱼类可能会窒息。
死亡谷的鳉鱼能存活下来吗?
但沙漠鱼类具有韧性。最近一项研究发现,对于其他沙漠鱼类来说,在更干燥的地区,自然选择比在半干旱地区更强。起源于更干燥、更严酷条件的鱼类在洪水事件中表现更好。它们随洪水退去,在小水坑中等待接下来的漫长干旱期。

(图片来源:Steve Howard/Getty Images)
史蒂夫·霍华德/盖蒂图片社
许多这些适应性更好的鱼还拥有某种用于味觉和嗅觉、检测盐度和水流以及控制视觉光敏感度的特定蛋白质的不同版本。如果这有助于它们感知环境及其变化的能力,那可能是一种有利的适应,该研究的作者们建议。这与小型种群是进化死胡同的逻辑背道而驰。
面对迫在眉睫的气候变化和栖息地丧失,研究人员可能只剩下最后一次机会来研究这些鱼类。“这有点像我这一代,”马丁补充道,“这是在多少生物多样性消失之前,最后一次去研究这些野生栖息地的机会。”
阅读更多:放生捕捞可能比想象中更伤害鱼类














