

当冬季风暴临近时,撒盐车就会行动起来。通过将盐——我们平常食用的氯化钠——撒在我们道路的每一寸地方,我们已经找到了在路面结冰打滑、将危险变成 mere 不便的同时,确保道路对驾驶员安全的方法。
但这些盐在风暴过后并不会消失。它们会缓慢地从道路上渗入水系统,流入河流、湖泊和湿地——大大提高了这些淡水水体的盐度。伦斯勒理工学院的生物学家 Rick Relyea 表示,对于生活在咸水池塘里的淡水野生动物来说,这会导致生长迟缓、更容易生病,甚至死亡。
“这是自然选择驱动的进化可以如此迅速发生的绝佳范例。”
但 Relyea 和他的同事们现在发现证据表明,至少有一个淡水物种——木蛙,可能只需要几代就能适应更咸的水。这种适应是如何发生的,目前还不清楚,但这一发现对于保护野生动物免受路面盐危害的努力来说,是微小且初步的好消息。
“这是自然选择驱动的进化可以如此迅速发生的绝佳范例,”Relyea 告诉《Popular Science》。“从好的一面来看,这能为我们争取一些时间,直到我们解决这些问题。”
路面盐会对一些淡水水体的化学成分产生深远影响。Relyea 说,尽管一个原始的湖泊每升水中的氯化物可能不到五毫克,但他发现有些湿地的氯化物含量高达每升数百毫克。(作为参考,这仍然远未达到海洋的盐度,海洋中的氯化物含量约为每升 35 克,但对淡水野生动物来说仍然是巨大的变化。)
根据水体的深度以及进出水量,一些淡水水体的盐度可能比其他水体更高。2022 年 4 月,Relyea 和他的同事们从纽约州北部的九个不同池塘采集了木蛙卵。每个池塘都靠近道路,但盐含量各不相同——从每升 1 毫克氯化物到惊人的 744 毫克/升。采集卵后,研究小组在实验室用淡水将每个卵孵化成蝌蚪。
来自盐浓度最高池塘的蝌蚪存活时间更长。
一旦蝌蚪开始游泳,研究人员就进行了一项称为“死亡时间”的实验,正如其名——他们将每个池塘的 15 只蝌蚪放入一杯含有致死剂量的盐的水中,并测试它们能存活多久。他们于 3 月 12 日在《Ecology and Evolution》期刊上发表了他们的研究结果。
来自盐含量较低的八个池塘的蝌蚪以大致相同的速度死亡,大约两天后没有一只存活。但来自盐含量最高池塘的蝌蚪存活时间更长。在第 30 小时,当其他蝌蚪大约一半死亡时,来自最咸池塘的蝌蚪约有 90% 仍然活着。到第 50 小时,当所有其他蝌蚪都死亡时,来自最咸池塘的蝌蚪仍有 60% 以上活着。即使在第三天,在其他蝌蚪都已“奔赴蛙界”之后很久,仍有几只来自最咸池塘的蝌蚪“继续蹦跶”。
Relyea 说,那个最咸的池塘之所以可能特别咸,是因为它周围有一个大型停车场大约有 25 年了。而它里面的青蛙如此顽强地生存下来可能并非巧合。Relyea 指出,木蛙每年都会回到同一个池塘和湿地产卵——这意味着他们采集的卵可能来自一个微种群,这个种群在这个停车场旁的同一个池塘里繁衍了二十多年,大约 10 代。由于种群之间的基因混合很少,这一过程可能促使青蛙适应更咸的环境。
那个最咸的池塘之所以可能特别咸,是因为它周围有一个大型停车场大约有 25 年了。
理论上,这也适用于来自其他所有池塘的青蛙——而且他们研究中的第二咸的池塘仍然非常咸,氯化物含量超过 400 毫克/升。第三咸的池塘也是如此,含量约为 300 毫克/升。然而,尽管盐含量仍然非常高,来自这些池塘的青蛙种群的蝌蚪在“死亡时间”实验中的表现并不比来自几乎没有盐的池塘的蝌蚪好。
研究作者表示,这可能表明存在一个阈值,超过这个阈值,青蛙可能会开始适应高盐环境,尽管 Relyea 也指出,可能存在其他因素在起作用。“我们不知道它们是如何做到的,”他说,“我们只知道它们做到了。”
他表示,首先,其他池塘的青蛙种群可能还没有足够的时间显示出对盐的适应性——如果你过五年或十年回来研究这些青蛙,也许来自第二咸和第三咸池塘的青蛙也会表现出某种适应性。
对新环境条件的适应也常常会带来不利因素。例如,Relyea 还发现浮游动物似乎能够适应高盐度——但当它们适应时,它们会完全失去昼夜节律,即生物钟。
“我们不知道它们是如何做到的。我们只知道它们做到了。”
“它们根本不知道现在是什么时间,”他说。
但这些耐盐的青蛙似乎过得不错。除了观察这些蝌蚪在咸水中能存活多久,研究小组还跟踪了它们的生长、发育和活动。他们没有发现种群之间有任何显著差异,尽管他们确实注意到咸水似乎使所有蝌蚪的活动都略微降低。
这项研究增加了关于木蛙和盐耐受性的研究,该研究已得出一些矛盾的结果。例如,新论文指出,尽管康涅狄格州的研究人员发现来自高盐池塘的木蛙存活率较低,发育较慢,但佛蒙特州的研究人员发现,来自高盐池塘的木蛙实际上可能体型更大,运动能力更强。
未来的研究可以更精确地阐明盐是如何影响木蛙和其他野生动物的。但 Relyea 指出,其中一些其他淡水物种,如浮游生物,对盐的敏感性可能比青蛙大得多。因此,他补充说,重要的是要努力限制盐分进入这些池塘和湿地——这不仅有助于保护环境,还能节省纳税人的钱。