冰原霸主,Ta的体型正在变小!

问AI · 气候变化如何导致北极熊体型悄然缩水?

最近,一项关于“熊科动物体型普遍变小”的研究引发了广泛关注。无论是森林里的棕熊,还是冰原上的霸主,似乎都在悄悄“缩水”。


这究竟是自然演化的巧合,还是环境发出的警报?

来过上海自然博物馆的小伙伴,一定对“生态万象”展区中的北极熊印象深刻。

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北极熊

图源:Rebecca R. Jackrel / Getty Images


北极熊是北极地区的标志性物种。由于气候变化正在对北极地区构成威胁,了解北极熊如何能在如此恶劣的环境中生存繁衍对于保护工作而言至关重要。让我们走近熊科中的这位“冰原王者”,探寻背后的真相。


物种档案 ◐ 

【物种名称】 

北极熊 Ursus maritimus

【分类】 

哺乳纲-食肉目-熊科-熊属

【栖息地】北极圈

【寿命】约25年

【种群数量】约26000头

【保护状况】易危 Vulnerable

【所在展区】B2层 生态万象展区


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赵妍 摄


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海陆双栖的“远房亲戚”

北极熊是海洋哺乳动物,属于食肉目。这一目涵盖了众多食肉动物,比如犬科动物(狗)和猫科动物(猫)等。


北极熊与棕熊Ursus arctos),两个物种大约在 60 万至 110 万年前产生分化。尽管这种分化发生的时间相对较近,但北极熊仍凭借自身优势在北极地区生存并占据特殊的生态位。


北极熊在海洋中游泳的时间很长,但它们并非必须依赖游泳而生存;实际上它们能够在陆地上长时间生存。它们能够积累并储存大量的脂肪,但它们没有像海洋哺乳类如鲸类那样特殊的脂肪层用于保暖。相反,为了在严酷的北极环境中调节体温,它们有着密集且厚实的皮毛。


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北极熊的皮实际上是黑色的

图源:Michael Cola/Shutterstock.com


北极熊的毛发不含色素,所以呈现白色。这样阳光能够穿透毛发并温暖其黑色的皮肤及皮下脂肪。皮下厚厚的保暖脂肪进一步增强了它们的体温调节能力


北极熊是所有熊类中体型最大的一种,它们在体型上存在性别差异。成年雄性北极熊的体重通常在400至600千克之间,体长在220 至240厘米之间;而雌性北极熊的体重则在180至250千克之间,体长在190至200厘米之间。


在野外,北极熊的平均寿命约为25年,但这一数值会因环境因素和食物资源量有所变化。

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追着海冰跑的“游牧民族”

北极熊的栖息地环绕整个北极地区。它们栖息于加拿大、美国阿拉斯加、丹麦格陵兰岛、挪威斯瓦尔巴群岛以及俄罗斯的沿海地区,这些地区均为覆盖海冰的区域。


这些地区的海冰覆盖率较高,全年平均超过50%,海冰为捕食海豹、繁殖、休憩和迁徙提供了必要的平台。海冰的季节性变化影响着北极熊所利用的栖息地,从而影响它们的年度分布模式。


随着气候变化加速冰层的消融,北极熊被迫要更远地迁徙以寻找食物,这也影响了它们的健康和繁殖成功率。

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北极熊的季节性生态分布区域

图源:U.S. Geological Survey

北极熊在海冰上的分布区域主要受其主要猎物——环斑海豹Pusa hispida和髯海豹Erignathus barbatus的密度和可获取性的影响。由于北极熊的海冰栖息地是动态变化的,重要资源(海豹、求偶的雌性)的位置往往难以预测;因此,北极熊不会守卫领地

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爱吃“脂肪”的大胃王


作为北极地区的顶级掠食者,北极熊是所有熊类中食肉性属性最强的物种,其饮食具有专门性,主要以海洋哺乳动物为食,尤其是与冰层相关的海豹。


作为一个物种,它们的生存与环斑海豹的可获取性有着密切的进化联系。它们主要通过静候捕猎环斑海豹的方式来获取食物,这种捕食策略使它们能够在等待猎物浮出水面时节省能量。


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北极熊捕猎海豹

图源:Polar Bear Seal


北极熊的食物主要
以海豹为主,但在必要时,它也能食用其它一些海洋、陆地甚至淡水食物。北极熊通常更倾向于食用猎物身上的脂肪,而非肉,北极熊是哺乳动物中脂肪摄入量最高的动物。这种高脂肪的饮食使它们能够高效储存能量,这对度过食物匮乏时期至关重要。

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从“小粉团”到“冰雪战士”


北极熊雌性在3至6岁之间达到性成熟。交配季节从3月持续到6月,高峰期在4月和5月,雄性会为获得雌性的青睐而相互竞争。大多数北极熊幼崽在12月出生,雌性通常会产下1到3只幼崽,通常为两只幼崽


新生幼崽完全依赖母体:它们没有视力、没有牙齿,身上覆盖着柔软的白色绒毛。它们的体重不足半公斤,体长只有30至35厘米。幼崽生长迅速,依靠母体富含营养的乳汁(脂肪含量31%)生存并持续哺乳至春季。这段漫长的母性照顾期对于教导幼崽如何在恶劣环境中生存至关重要。


事实上,幼崽面临着诸多挑战,包括恶劣的环境条件、资源竞争和捕食风险,尤其是来自雄性的威胁


图片北极熊幼崽

图源:Brian J. Myers 2025


北极熊经过进化,形成了适应极端寒冷气候生存所必需的
独特生理构造。具体而言,它们厚厚的皮毛和脂肪层起到了保暖作用,并帮助它们在低温环境中维持体内平衡。其前肢进化得十分大,便于游泳,锋利的爪子则用于破冰和捕食。此外,它们皮毛中不含色素,这使它们能够在雪地环境中进行伪装,从而提高捕猎成功率

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独居

与其他熊种一样,北极熊也具有独居的生活习性,这影响着它们的捕猎行为和社交活动。成年雄性北极熊在寻找食物和潜在的交配机会时会长途跋涉。

尽管它们具有独居的天性,但在关键季节和特定情况下也会聚集在一起,比如交配后,雌性北极熊会表现出强烈的母性本能,与幼崽一起生活几个月。另一个例外情况是在夏季,此时海冰稀缺,北极熊会聚集在可靠的食物来源处或海豹丰富的地点附近。

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头骨

北极熊拥有独特的头骨结构,这种结构对其觅食方式起着至关重要的作用。它们的头骨有着加长的口鼻部和强壮的下颚,有着锋利的圆锥形牙齿用于撕裂猎物的肉。

头骨上眼窝向前的位置使北极熊在捕猎时展现出色的深度感知能力。其头骨的听觉结构适应于在水生和陆地环境中探测猎物发出的声音。

奥斯陆大学自然历史博物馆的研究主要关注了棕熊和北极熊食性差异对头骨形态产生的影响。这一点尤为重要,因为这探讨了形态上的适应性变化如何反映由饮食需求和栖息地所驱动的进化过程。

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北极熊头骨

图源:DeMaster, D. P. & Stirling, I. (1981). Ursus maritimus. Mammalian Species 145


了解这些随时间发生的形态变化有助于预测北极熊将如何适应由气候变化所引发的持续环境变化

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海冰消融的致命打击


气候变暖对北极熊最核心威胁是海冰融化。北极熊依靠海冰作为平台捕食海豹。海冰面积减少、变薄或提前破裂会导致其捕食时间缩短、饥饿风险增加。


北极变暖速度是全球平均的2-3倍,夏季无冰期延长,迫使北极熊长距离游泳或滞留陆地,消耗巨大能量。母熊依赖海冰或陆地洞穴生育,海冰不稳定可能中断哺育,幼崽存活率下降。


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夏季海冰上的北极熊

图源:Kt Miller / Polar Bears International

海豹数量受海冰变化影响,北极熊需寻找替代食物(如鸟类、卵、陆地动物),但这些无法提供足够脂肪。长期饥饿导致北极熊的体重下降、繁殖力降低,部分地区已观测到北极熊个体瘦弱及同类相食现象。

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熊科动物的体型都变小了吗?


2022年一项对北半球棕熊的系统回顾指出,棕熊体型减小最可信的解释是高强度狩猎压力。人类倾向于捕杀体型更大、更具攻击性的成年个体,这导致种群的年龄结构“年轻化”(平均年龄降低),进而拉低了整个种群的平均个体重量。这种变化在狩猎管理不严的地区尤为明显。


一个典型案例是意大利中部的棕熊种群。这个与人类密集共存了数百年的孤立小种群,不仅在基因上与其他棕熊分化,其平均体型也更小,攻击性显著降低。研究表明,这很可能是人类长期(下意识地)清除攻击性强的个体,导致“温顺”基因被选择并强化的结果。


图片亚平宁棕熊(Ursus arctos marsicanus)

图源:Bruno D’Amicis/ Molecular Biology and Evolution

总而言之,北极熊和棕熊都面临着体型变小的趋势,但背后的推手和性质截然不同:北极熊的“缩水”是全球变暖直接引发的生存危机,是一个关乎物种存续的警报。棕熊的“变小”更多是人类活动直接选择压力下的局部适应性演化,体现了物种对人类主导环境的“妥协”。


北极熊不仅是北极地区极具代表性和魅力的物种,也是北极生态系统健康状况的重要指标。独特的适应能力使它们能够在世界上最恶劣的气候环境中生存繁衍;然而,持续减少的海冰正在威胁着它们的栖息地、食物来源,最终也威胁到它们的生存。


两种熊都存在被人类清除大型、攻击性强的个体的现状。因此应该以亚平宁棕熊为前车之鉴,不要让类似的灾难再降落到北极熊身上。

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作者  Irene Zanandrea

挪威奥斯陆大学

博士研究生

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作者  杨刚

上海科技馆自然史研究中心副主任

研究员

主要研究领域:

动物生态学和保护生物学

科学审核  王正寰 华东师范大学教授

策划编辑  赵 妍

文章为上海自然博物馆所有

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