天橋保育美洲獅-科學人雜誌 Back to Top
保育

天橋保育美洲獅

2021-11-01 皮特曼(Craig Pittman)
美國聖塔摩尼卡美洲獅有嚴重近親繁殖問題,產生尾巴彎折等遺傳缺陷,加州政府與各方團體將建造全球最大的野生動物天橋,連結不同的美洲獅群體,防止族群滅絕。

重點提要

  1. 美國洛杉磯大肆建造公路,聖塔摩尼卡美洲獅的棲地因而變得破碎,近親繁殖產生遺傳缺陷,族群存續面臨危機。
  2. 過去弗羅里達美洲獅族群也曾有遺傳缺陷問題,後來引進德州的雌性美洲獅,成功增加遺傳多樣性。
  3. 保育人士正募款建造全球最大的野生動物天橋,聯繫聖塔摩尼卡美洲獅與加州不同的美洲獅族群。

▲族群危機:
要拯救聖塔摩尼卡美洲獅,得讓牠們與棲息於洛杉磯北部規模較大的美洲獅種群連結,例如這頭美洲獅所屬的聖塔蘇珊娜群體。


生物學家西基奇(Jeff Sikich)從2002年起就任職於美國加州聖塔摩尼卡山脈國家遊樂區。他處理過千奇百怪的狀況,其中一個難忘的事件是有人報案請他帶麻醉槍去麻醉動物,到場後才發現那不是真正的美洲獅,而是一座約一公尺高的美洲獅雕像。不過他在去年3月某日所見,才真的不尋常且是不祥之兆。其實這怪事不怎麼令他意外,只是希望永遠不會成真,他說:「我長期猜想這可能發生。」


為了誘捕年輕雄性美洲獅,西基奇裝設捕獸籠,用遭路殺的野鹿屍體做為誘餌。美洲獅上當後,他射出鎮靜劑讓牠乖乖就範。西基奇回憶自己仔細檢查這頭美洲獅時,發現「尾巴看起來怪怪的」,末端彎折90度,角度之精確宛如數學教科書插圖。此外,這頭年輕雄獅只有一顆睾丸,另一顆睪丸未從腹腔落下。他在這頭大貓的脖子繫上無線電追蹤項圈,把牠取名為P-81,因為這是該地區第81頭被捕捉並戴上項圈的美洲獅(Puma concolor,又稱山獅)。


P-81不會是最後一頭顯現出這種基因缺陷的美洲獅,在捕獲P-81後,西基奇例行檢視其他追蹤攝影機錄下的影像時,又發現兩頭尾巴彎折的美洲獅。他看不到牠們睾丸的狀況,但光是尾巴彎折就非同小可。對於這一小群歸類為美洲獅亞種的頂層掠食者而言,這是個凶兆。科學家在30多年前,於美國另一個美洲獅亞種弗羅里達美洲獅(Florida panther)身上看到過這樣的遺傳缺陷。


儘管有時空差距,這群美洲獅無疑正顯現弗羅里達美洲獅當年所具有的這兩種缺陷,而這些缺陷預告牠們終將滅絕。美國諾瓦東南大學(Nova Southeastern University)遺傳流行病學家歐布萊恩(Stephen J. O'Brien)曾與弗羅里達官員合作拯救弗羅里達美洲獅,他說:「這是不祥預兆,該採取行動。」


拯救弗羅里達美洲獅要人為大力介入,拯救聖塔摩尼卡美洲獅也需要人類積極行動,而手段卻不盡相同。正好,一頭浪跡於好萊塢山丘上著名地標附近的大貓幫了大忙。


天生的掠食者

1700年代,美洲獅仍縱橫於北美及南美各地,現在卻散落分據,不過群體分佈範圍還是遍及加拿大乃至阿根廷。不同地區的美洲獅基因有些微差異,但所有美洲獅都像是沉默的獵手、迅捷的刺客、頑強的戰士,擁有為速度而生的瘦長身軀。雄性美洲獅從鼻子到又長又結實的尾巴末端,身長約1.8~2.4公尺;母獅約1.5~2.1公尺。美洲獅衝刺時可達時速80公里,牠們是獨居動物,各自狩獵,白天睡覺,黃昏覓食。牠們能在野外存活約十多年,除非死於車禍或同類攻擊。


小美洲獅剛出生時,毛色帶著斑點,毛髮蓬鬆猶如小毛球、非常可愛;長大後全身煥發「掠食者」本色。美洲獅的身形適合打獵,骨骼輕盈但結實,足以支撐強而有力的肌肉。牠們的後腿較其他大型貓科動物長,因而能垂直上躍4.5公尺、水平跳遠達13.5公尺。這種非凡的跳躍能力使牠們能從天而降,神出鬼沒地突襲獵物。


厚重的尾巴使美洲獅在長距離跳躍時得以維持平衡,假如獵物試圖逃跑,壯碩的腳掌(近13公分寬)還能產生利於轉向的絕佳摩擦力,在追捕獵物時有絕對優勢。當美洲獅準備獵捕時,原本內縮的爪子彈出,抓住獵物,並以上排16顆牙、下排14顆牙的強大雙顎猛力咬下。


美洲獅對維持生態系健康相當重要,牠們控制獵物數量,由於牠們很少一次吃光整頭獵物,而是在吃飽後把剩下的肉塊藏起來,獵物殘骸於是成了200多種鳥類及哺乳動物的現成大餐。接下來昆蟲也會加入覓食,有些甚至在那些腐屍中度過一生,昆蟲分解殘骸,讓養份回歸土壤。


然而,為了讓這條複雜的食物鏈正常運作,美洲獅需要很大的活動空間。雄性美洲獅的活動範圍約為388平方公里,母獅約168平方公里,這樣的習性也讓聖塔摩尼卡美洲獅遭遇了麻煩。


佔地619平方公里的聖塔摩尼卡山脈國家遊樂區鄰接廣闊的洛杉磯市,一般認為是美國最大的都會區國家公園,其谷地已由混凝土覆蓋,建造了高速公路,包含美國最繁忙的路段,因應沿線持續擴增的住商混合區。每當有新的住宅或購物中心建案,免不了要四處開挖幾公頃,導致地景破碎,美洲獅群落分散。最糟糕的是,分隔異地讓雄性美洲獅無法遇見育齡母獅,因此聖塔摩尼卡美洲獅可交配的群體變得非常小,就像弗羅里達美洲獅遇到的狀況一樣。


大多數弗羅里達美洲獅在大沼澤地(Everglades)中低窪而濕軟的土地上生活,鄰接大柏樹國家保護區(Big Cypress National Preserve),牠們是西班牙探險家和先民稱為「獅子」或「大野貓」(catamount)的美洲獅在美國僅餘的後代,美洲獅曾縱橫美國東南部,但到1980年代,密西西比河以東只剩下弗羅里達美洲獅。棲地流失加上其偏好的獵物遷離,弗羅里達美洲獅的數量逐漸減少,最後剩不到30頭,也有人估算僅剩個位數。由於群體數量極少,近親繁殖無可避免,父親與女兒交配,兄弟與姐妹交配,母親與兒子交配。很快地,出現了尾巴轉折及睾丸沒有從腹腔落下的後代,有些甚至還有心房中膈缺損。這群美洲獅彷彿撞上一道無形的生物學磚牆。


遺傳多樣性確保物種能生存並適應不斷改變的環境,一旦失去多樣性,光是一種傳染病就能輕易滅絕整個群體。美洲獅群體出現的遺傳缺陷,昭顯了某種看不見的衰退。根據歐布萊恩的研究,雄性美洲獅精子正常的個體比率為6%,功能缺損的有94%。



▲滅絕徵兆:
P-81帶有近親繁殖的遺傳缺陷,例如尾巴彎折。


人為介入保育

一些專家提出人工圈養繁殖以改良美洲獅種群的計畫,其構想是捕捉野生美洲獅幼獅,飼養於特殊設施中並選育繁殖,創造一個可野放(即再引入)的種群、以提供基因多樣性。但該計畫未能執行,因為所有預計用於繁殖的幼獅全都有先天缺陷。


弗羅里達州官員最後說服美國魚類及野生動物管理局(U.S. Fish and Wildlife Service)批准了一項史無前例的實驗。1995年,他們派遣野生動物追蹤專家麥克布萊德(Roy McBride)從德州誘捕八頭雌性美洲獅,並帶回弗羅里達州野放,讓牠們與雄性美洲獅交配。他們相信這計畫有可能奏效,因為這兩個亞種過去活動範圍彼此重疊,可能曾雜交。果然,八頭母獅中有五頭生下沒有缺陷的雜交後代,這些健康的後代帶動一股嬰兒潮,目前活動於弗羅里達州野外的成年美洲獅估計有130~200頭。


過去不曾嘗試這類實驗的原因之一,是擔心弗羅里達美洲獅反而因此不再受「瀕危物種法案」保護。反對者擔憂,由弗羅里達美洲獅和德州的美洲獅雜交繁衍的後代可能不被視為弗羅里達美洲獅,因此失去保護資格。美國魚類及野生動物管理局於是發佈一項臨時規定,以便讓實驗能繼續進行。另一個疑慮是,德州的美洲獅獨特的基因可能淹沒弗羅里達美洲獅的基因。儘管兩個亞種歸類於同一種,科學家表示牠們各有遺傳標記,顯示是不同亞種。


之後的兩項研究都證明並沒有發生遺傳淹沒的問題。其中一項研究檢視了自1981年以來蒐集到的近600頭弗羅里達美洲獅的遺傳樣本,並追蹤所有仍活著的弗羅里達美洲獅的血統,與引入德州的美洲獅後出生的幼獅進行比較。該研究發現弗羅里達美洲獅種群增加了三倍,遺傳多樣性倍增,生存率及體能量測值都有改善,近親繁殖關聯值下降。未來,在人類持續快速開發的情況下,假如當地還有空間,還需每20年引入五頭德州的美洲獅,以防止近親繁殖並降低滅絕風險。


儘管已有弗羅里達美洲獅「基因搶救」計畫成功在先,加州的美洲獅需要的卻是截然不同的介入手段,原因是牠們因棲地破碎而受到更多限制。專家說,解決其遺傳缺陷問題的辦法近在咫尺,而且該計畫反而需要增加工程建設。


公路的受害者

野生動物生態學家本森(John Benson)的研究主題是兩個聖塔摩尼卡美洲獅群體因人類活動,與棲息於鄰近自然區內其他較大群體分隔,未來將何去何從?他同時思考弗羅里達美洲獅的遭遇。具體來說這項研究旨在預測美洲獅在50年內滅絕的可能性。本森當時任職於加州大學洛杉磯分校拉克瑞茲加州保育科學中心(La Kretz Center for California Conservation Science),之前在弗羅里達州魚類及野生動物保育委員會工作期間研究過弗羅里達美洲獅,因此知道來龍去脈,他把弗羅里達美洲獅的遭遇視為聖塔摩尼卡美洲獅的前車之鑑。研究各種美洲獅的科學家知道,他們企圖管理的這群大型動物魅力十足、一般人往往視為大貓,這些大型頂層掠食者各有獨特個性和特定需求。美洲獅行蹤難以捉摸且不喜接近人類,不容易深入了解。因為牠們的體型較大,人們有時會畏懼,這也為生物學家帶來政治壓力,採取保育措施讓種群擴增後,還得減少人類遇上美洲獅的風險。


本森、西基奇和美國國家公園管理處的同事瑞雷(Seth Riley)等人發表論文描述了幾種情境。本森說,電腦模型顯示牠們曾經繁殖前景看好,種群能維持穩定。該研究發現,因灌木叢棲地和獵物的可得性當做緩衝,滅絕的可能性只有16~21%。瑞雷說:「雖然周圍有很多開發案及道路,但聖塔摩尼卡地區大約有90%仍是自然地,或者相對來說維持自然狀態,且實際上有一半屬於公有地。」


瑞雷指出,問題在於「聖塔摩尼卡地區本身不夠大,從遺傳或統計來看,無法容納一個可以存活的種群,且與附近自然區的連結也不夠好。」論文作者把美洲獅遺傳多樣性不足的因素納入考量之後,模型分析結果大幅改變,原因在於科學家所謂的「近親繁殖衰退」(inbreeding depression)。除了1995年時弗羅里達美洲獅之外,在聖塔摩尼卡山脈和橘郡(Orange County)聖塔安納山脈(Santa Ana Mountains)的美洲獅種群也創下遺傳多樣性最低的記錄。本森說考慮遺傳多樣性不足因素,電腦模型結果都顯示只要出現近親繁殖衰退,這群大貓大概會在50年內滅絕。本森和共同作者在發表論文時,並不知道遺傳缺陷的最初跡象來得這麼快,儘管他們知道即將發生,因為從1950年以來,遺傳多樣性無法提高的巨大障礙就一直擋在美洲獅面前。


洛杉磯是座遍佈高速公路之城,其中最大的是美國101號公路,這條主要路線南北連接洛杉磯與舊金山和美國西北太平洋地區。101號公路有8~10線車道,每日車行量約30萬。聖塔摩尼卡美洲獅無法越過這條高速公路,前往7692平方公里大的洛斯帕德雷斯國家森林(Los Padres National Forest)和更多美洲獅交配。瑞雷說,生物學家用無線電項圈監測聖塔摩尼卡山脈十多頭美洲獅發現,公美洲獅走到101號公路,看到車流便調頭折返。瑞雷說:「這群大貓在聖塔摩尼卡山脈的棲地看起來是不錯,那裡有很多鹿,但是因為101號公路,牠們的潛在配偶只剩下近親,導致近親繁殖。」


2009年,奇蹟出現了。由生物學家誘捕並戴上項圈的第12頭美洲獅P-12在自由峽谷(Liberty Canyon)一帶穿越公路,該地區在高速公路兩側都有自然棲地。瑞雷回憶:「這可是件不得了的大事,牠不但穿越公路並存活,還成功繁殖。」


此後,一些美洲獅也跟隨P-12的腳步穿越公路,主要在夜間車流量較小時行動。瑞雷說,其中一頭利用101號公路下方一處1.8公尺寬的涵洞,並在不到一年內往返了42次,但後來因森林火災受傷而死,此後美洲獅再也沒有走過那條又長又暗的涵洞。


把聖塔摩尼卡美洲獅運送到種群多樣性較高的地方,或者像弗羅里達官員從多樣性較高的種群中找個體與聖塔摩尼卡美洲獅交配,藉此幫助牠們繁殖,對於加州的生物學家而言似乎都是過度人為介入,對美洲獅造成創傷的風險太高。儘管如此,聖塔摩尼卡美洲獅反覆穿越公路兩側的行為,讓科學家想出幫助牠們的點子:打造一個橫跨101號公路的安全區。如此一來,這些美洲獅將能重新向北連接馬德雷山脈(Sierra Madre)較大的美洲獅種群,因而找到配偶,提高這個小規模美洲獅群體的遺傳多樣性。


魚類及野生動物管理局和交通官員考慮過隧道,但後來推翻,因費用太高且造成用路人不便,更不能保證野生動物會穿越隧道。選項剩下一個:建造一座跨越101公路上方的天橋,讓公路兩側的美洲獅隨心所欲、暢行無阻。兩端的圍欄會引導美洲獅走上天橋,不會在車流中遊蕩,如此一來,人類就不需要捕捉並運送這些美洲獅。西基奇說:「理想的情況是我們把這座覆滿植被的天橋蓋好,之後牠們就會自己看著辦。」


美國國家公園管理局官員向專家及加州交通局諮詢後,提出了一項計畫:在101號公路路面上方約五公尺高處建造一座50公尺寬天橋。西基奇說天橋北端連接一處山坡,往南側這端則是下坡。這座野生動物陸橋一旦完工,將是世界最大,估計造價為8700萬美元。這條穿越道及景觀設計將融入周圍的鄉村景致,並設隔音牆以降低下方的交通噪音......



▲跨越阻礙:
計畫建造於美國101號高速公路上之野生動物天橋的示意圖,竣工後將成為全世界最大的野生動物天橋。



# 關鍵字:保育美洲獅山獅動物天橋貓科
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