个人的累积逆境指数测量各种形式的困境,如贫困和压力,以更好地理解一个人一生中的健康和寿命。类似的工具可以帮助科学家在研究和保护动物种群时,通过确定需要解决的关键压力因素,来辅助他们的工作。生物学家们现在开发了首个黄肚土拨鼠的累积逆境指数。研究结果显示,早期生活中的逆境对这些动物有持久的影响,并缩短了它们的寿命,正如对人类的影响一样。
早期生活中的困难经历可能导致个人的健康问题持久存在,即使他们的处境随后大幅改善。科学家们开发了一种累积逆境指数(CAI),以量化困境,包括贫困和压力,以理解一个人一生中的健康和长寿。该指数已被证明对识别政府和医疗保健提供者可以采取的具体措施以改善个人生活非常有益。
野生动物也可能面临早期生活的挑战,但它们的生存和寿命受到的影响仍不清楚。类似的工具可以帮助科学家通过识别最显著的需要解决的压力因素来保护动物种群,但很少有物种被研究得足够透彻,以获取CAI所需的数据。
加州大学洛杉矶分校的研究人员在这一领域取得了进展,基于在科罗拉多州落基山生物实验室收集的62年连续数据,开发了首个黄肚土拨鼠的累积逆境指数。这项研究是全球第二长的个体标记哺乳动物观察。研究结果发表在《生态信函》上,为科学家提供了详细的指南,以便使用其他物种的广泛数据集创建自己的CAI。
该指数揭示了对土拨鼠生存和长寿产生显著影响的预期和意外压力因素。例如,预计晚生长季会妨碍生存,因为土拨鼠必须在夏季增加体重,以备7至8个月的冬眠。然而,夏季干旱没有显著影响这一发现令人惊讶。捕食的影响也低于预期。不出所料,母亲的死亡对幼崽产生了重大影响,即使是在断奶后发生,这可能是因为幼崽在断奶后还会与母亲待在一起长达一年。
为了构建该指数,博士生Xochitl Ortiz-Ross选择了2001年后出生的母土拨鼠的数据——当时研究人员开始测量生理压力——这些土拨鼠在受监测的种群中待到2019年。这确保了它们的谱系、年龄和生活经历被准确记录。由于雌性一般留在出生地,而雄性通常会分散,这使生物学家更容易在整个生命周期中研究雌性。
这群土拨鼠存在于一个984英尺(300米)的海拔梯度中,将它们分为上谷和下谷组,环境和人口条件各异。科学家在春季至夏末期间每两周捕捉个体,记录它们的行为、物理测量和生理健康数据。
Ortiz-Ross确定了几种生态、人口和母性逆境因素,可能影响幼崽在第一年的生存:晚生长季;夏季干旱;捕食压力;大量幼崽;雄性偏多的幼崽;晚断奶;母亲体重不足;母亲压力大;母亲的丧失。她的目标是确定这些因素是否影响个体在第一年后的寿命。
这些变量被输入到计算机模型中,以测量标准、轻微、中度和急性逆境。所有模型产生了相似的结果。中度和急性累积逆境分别将幼崽的生存几率减少了30%和40%。所有模型中,上谷种群的生存率明显更高,而母亲的丧失在所有情况下都降低了生存率,在中度逆境模型中更是达到了64%的减少。母亲健康状况不良仅在中度逆境模型中降低了77%的生存几率,而晚断奶则在标准和原始模型中将生存几率降低了33%。令人惊讶的是,干旱似乎在除急性逆境模型之外的所有模型中都提高了生存几率,中度逆境模型中的正面效果最大。
成年土拨鼠的平均寿命为3.8年,但急性CAI会显著增加降低寿命的风险。
“我们的研究结果表明,CAI在捕捉黄肚土拨鼠的短期生存风险方面有效,早期生活中的逆境增加导致成年寿命减少,”Ortiz-Ross表示。“生命后期的积极经历无法抵消早期的困境,这表明土拨鼠的逆境是累积的,无法完全通过积极经历弥补。”
该研究支持了CAI可以作为评估黄肚土拨鼠各种早期生活压力的长期生存影响的有价值工具的观点。
“在生物多样性管理方面,我们面临多个压力因素同时影响种群的挑战。我们通常一次只看一个因素,例如人类的影响、捕食者或气候,”共同作者、生态与进化生物学教授Daniel Blumstein指出。“然而,这些因素相互作用,并产生累积效应。我们需要一种方法来识别哪些压力因素——或其组合——具有最显著的累积影响,我们的研究表明CAI可以实现这一点。”
例如,这个土拨鼠种群的保护策略可能集中在下谷组,出乎意料的是,该组的结果略差,同时也解决母亲死亡问题和改善母亲健康。由于捕食或夏季干旱的影响没有最初预期的那么显著,因此解决这些问题的紧迫性可能较小。