北极熊(Ursus maritimus)是一种熊科棕熊属动物,是熊科中现存最大的物种,雌性体重125-400千克,体长约195厘米,雄性体重260-800千克,体长约230厘米,肩高可达130~140厘米。北极熊皮肤为黑色,体毛无色透明,在阳光的照射下看起来为白色。主要生活在北冰洋的海冰上,独居,以海豹为主食,亦有能力捕杀海象、白鲸和独角鲸等大型猎物,是北极生态系统最顶级的掠食者。
分类和演化
编辑命名和分类
1774年,英国探险家菲斯普(Constantine John Phipps)首次描述了北极熊,将其定名为Ursus maritimus,意为“海滨熊”。后来,一些学者提出将北极熊单列一个属,即北极熊属(Thalarctos)。但现在,越来越多学者意识到北极熊与棕熊亲缘关系非常近,支持将它归入熊属(Ursus),该观点已为学术界所公认。
北极熊是单型种,没有亚种分化。
演化和系统发育
北极熊与棕熊亲缘关系最近,它是由古代棕熊直接演化而来的。大约60~90万年前,一部分古棕熊被隔离在北冰洋地区,最终演化为北极熊。北极熊虽然从棕熊中分化出来不久,但演化非常迅速,很多特征都是最近几万年才出现的,学者一直将它作为“爆发式物种形成”的范例。
形态特征
编辑北极熊是现存世界上最大的熊类。雌性体重125~400千克,平均约220千克;雄性体重260~800千克,平均约450千克,最大可超过1吨。雌性体全长(含尾)平均约195厘米,雄性体全长(含尾)平均约230厘米。尾长约8~13厘米。肩高最大可达140~150厘米。
不同地区的北极熊体型差异很大。20世纪70年代,学者提出了北极熊体型渐变的假说,他们认为东格陵兰的北极熊最小,挪威斯瓦尔巴特群岛次小;而从东格陵兰往东、挪威斯瓦尔巴特群岛往西,北极熊体型都是递增的,到楚科奇海和白令海最大。但20世纪末以来的研究表明,该假说并不完全正确。东格陵兰的北极熊虽然头骨较小,但身体围度大,因此体重并不小,2011~2012年猎获两只成年雄性体重估计在650~700千克,明显大于挪威斯瓦尔巴特(长成的雄性个体平均389千克)。楚科奇海的北极熊虽然巨大(成年雄性平均461千克),但哈德逊湾的个体亦不小(成年雄性平均486千克),福克斯湾的个体尤其大。福克斯湾完全长成的雄性北极熊平均体重579千克,平均体全长237厘米;雌性平均体重255千克,平均体全长198厘米,是现存最大的熊科种群。
大型雌性北极熊
与棕熊相比,北极熊头部较小,身体强壮,后半身尤其粗壮。它的头骨较窄,高度也较低,从吻尖到头顶形成一条光滑的曲线,看起来有些像“鹰钩鼻”;不像棕熊鼻部是内凹的。北极熊臼齿不如棕熊发达,不适合处理植物性食物;犬齿和裂齿却更发达,适于捕杀猎物和切割皮肉。
斯瓦尔巴特群岛的北极熊
北极熊的头部
北极熊的爪子比棕熊短而弯曲,比美洲黑熊大而厚重,很适于攀附冰雪和抓捕猎物,但不适于爬树。
北极熊的爪子
北极熊的爪子
除鼻尖外,北极熊全身被毛,而且它的体毛密度比其他熊类大,甚至连足垫下也覆盖着毛,尤其在晚冬。足底的毛起到隔热和防滑的作用。皮肤通体为黑色,体毛无色透明,在阳光的照射下看起来为白色。
阳光下的北极熊
分布栖息
编辑地理分布
北极熊的地理分布(IUCN红色名录)
北极熊生活在北极地区有海冰覆盖的海域,主要在北极圈内。它在北冰洋沿岸大陆架以及群岛之间的海冰上最常见,但在北冰洋中心区域亦有发现。北极熊最北的观察记录位于89°46'N,距北极点仅25千米;其分布范围的南限位于大西洋西北部的加拿大纽芬兰海岸附近,而巢区的南限位于加拿大詹姆斯湾沿岸(52°35'N)。
栖息环境
北极熊的栖息环境是海冰,而非相邻的陆地。在海冰常年存在的海域,北极熊会一直生活在海冰上;而在海冰季节性融化的海域,北极熊每年夏秋季节会有几个月被迫登陆,在此期间它难以获得高质量食物。在多数地区,怀孕雌性北极熊会上岸建造巢穴,生育幼熊;但是,只要幼熊成长到能在外界环境中生存,雌性北极熊会尽快带它们返回海冰。因此,北极熊常被归类为海洋动物。
尽管北极熊在北冰洋中心区域的多年浮冰上也有出现,但更喜欢生活在北冰洋边缘的季节性浮冰上。在后一类栖息地,海面到冬季也不会被完全冰封,食物资源更为丰富。
生态习性
编辑节律行为
北极熊高度依赖浮冰生存,其季节节律也是与浮冰的进退息息相关。浮冰的形成与消融取决于纬度、海岸线形状、海岛的存在、水深、洋流和海风等诸多因素,在各个地区都不一样,因此北极熊的季节节律也是因地而异。
在白令海和楚科奇海,浮冰的覆盖范围在不同季节差异很大,北极熊始终与浮冰的南缘共进退,冬季南迁,夏季北迁。
在哈德逊湾、詹姆斯湾、巴芬湾和戴维斯海峡等地,夏季海冰完全消融。此时北极熊将被迫登陆数月,等待冬天海面重新结冰。登陆期间北极熊很少有机会获得食物,许多北极熊躲进土洞里,土洞里比较凉快,而且能最大限度地躲避蚊虫骚扰。当秋天海冰形成,大部分北极熊都离开土洞,到新形成的海冰上狩猎。只有怀孕雌性北极熊会留在土洞里,直到进入冬眠。
北极熊中除怀孕雌性外,其他熊通常不会冬眠。但在个别地区,因冬季海冰过厚、覆盖面积过大,或者因天气太过恶劣,致使北极熊狩猎不便,这时它们会进入一些临时性的庇护所休息。例如,在梅尔维尔子爵海峡,除冬眠的怀孕雌性外,其他雌性北极熊都要有一段较长时间的休息期,平均53天,范围是25~150天。
在巴芬湾和加拿大北极群岛东北部,北极熊不仅在夏秋季节海冰融化时要登陆,冬季海冰过厚时也要进入庇护所中休息。夏秋季节的登陆期为50~70天,而冬季的休息期为35~86天。
觅食行为
熊通常为杂食性动物,但北极熊为高度食肉动物,它是北极生态系统的最顶级掠食者。北极熊主食为各种海豹,从全球范围来看,体重小于100千克的环斑海豹是其第一主食,超过350千克的髯海豹是其第二主食。北极熊主要捕杀2岁以下的幼年环斑海豹,尤其是新生仔,因为幼仔警惕性低,容易捕获。
北极熊捕杀髯海豹
北极熊亦有能力捕杀海象、白鲸和独角鲸等大型猎物。其中海象是非常危险的猎物,有些北极熊会在捕杀海象的尝试中遭到重创甚至被杀死。在环斑海豹数量下降的情况下,这些替代性猎物对北极熊的生计非常重要。
尽管北极熊擅长游泳,但它无法在水下捕获海豹。它的狩猎是在海冰上的进行的,通常的狩猎策略是,趁鳍足类、鲸类等海兽在海冰上繁殖或者露出呼吸孔换气的时候发动攻击。正因为此,北极熊的生活高度依赖海冰。当海冰消融,北极熊被迫登陆时,它很少进食,偶尔以人类垃圾、浆果、真菌和鲸尸充饥。
北极熊更喜欢吃猎物的脂肪部分,它消化脂肪比消化蛋白质更容易。分解蛋白质要消耗水,而分解脂肪则产生水。在北极地区极端寒冷的环境中,获取自由水很困难,这种高脂的食谱能大大降低北极熊对自由水的需求。
社会行为
北极熊营独居生活。过去很多学者认为,北极熊在海冰上任由洋流搬运,在整个北极地区游荡。但20世纪80年代以来,无线电遥测研究证实,北极熊多年在同一块区域活动,而对其外的区域很少涉足,因此北极熊也是有家域的。
与陆生动物相比,北极熊活动范围广,家域面积极大。波弗特海的北极熊年度移动距离为3415千米,年度家域面积为14.9万平方千米。在海冰不稳定的地区,北极熊的活动范围更广,如在楚科奇海,北极熊年度移动距离为5542千米,家域面积达24.4万平方千米。只不过,北极熊的家域虽然非常广阔,但每个季节只会在其中一小部分区域活动。
虽然北极熊有家域,但其领域性很弱,成年熊可能会为了争夺优质狩猎场或者交配权而争斗,唯独不会为了保卫家域而大打出手。这是因为,北极熊的家域建立在海冰上,海冰时刻处在消融和重新形成的过程中,为保卫海冰而冒受伤的风险去与同类打斗,其风险远远高于收益。
冬眠和穴居行为
北极熊中只有怀孕雌性有冬眠习性,其他熊通常不会冬眠。棕熊、黑熊冬眠主要是为了避开冬季这个食物匮乏期,而对多数地区的北极熊来说,冬季并不缺食物,雌性冬眠是为了繁殖。
怀孕雌性北极熊于早冬在积雪中挖掘巢穴,隆冬季节在巢穴中分娩。等幼仔长到约3月龄时,雌性带着幼仔走出巢穴。怀孕雌性通常于10月到12月初开始建巢,于3月到4月离开巢穴,冬眠期约为160天。
雌性北极熊冬眠时不吃不喝,亦不排泄。尽管冬眠期间它要失去近一半的总体重,但新陈代谢仍保持正常。在夏季海冰消融的地区,如哈德逊湾,怀孕雌性北极熊夏秋季节就在陆地上度过,然后直接进入冬眠,连续近8个月不进食,有着哺乳动物中最长的禁食期,而在此期间,雌性北极熊还要完成妊娠、生育和哺乳等一系列任务。因此,北极熊是世界上最耐饥饿的哺乳动物。
冬眠巢穴通常选在北冰洋沿岸的陆地上,北冰洋沿岸和一些海岛上存在很多集中建巢地,包括挪威斯瓦尔巴特群岛,俄罗斯新地岛、法兰士约瑟夫地群岛和弗兰格尔岛,以及加拿大哈德逊湾西岸等。雌性北极熊需要选择地势有一定起伏的地区建巢,通常位于沿海或沿河地区。
在波弗特海,多数怀孕雌性北极熊在海冰上建巢。海冰环境不如陆地稳定,在海冰上建巢风险大。波弗特海的北极熊选择在海冰上建巢,主要原因是阿拉斯加北海岸线太过平坦,稍有积雪就会被强劲的海风吹走,无法收集到足够的积雪供北极熊建巢。除波弗特海,俄罗斯北极中部的一些地区海岸线亦相当平坦,当地北极熊可能也是在浮冰上建巢的。北冰洋中心周围没有任何陆地,这里的雌性北极熊毫无疑问是在浮冰上建巢的。
生长繁殖
编辑繁殖
北极熊交配季节很长,从3月一直持续到6月,交配的高峰期出现在4月底、5月初。雌性北极熊存在着床延迟现象,总妊娠期为195~265天,但大部分时间胚体不发育,胚胎着床发生在11月前后,与雌性北极熊进入冬眠巢穴几乎同时。
一对北极熊
雌性北极熊分娩多发生于元旦前后,每胎通常产2只幼仔,但在哈德逊湾这样海豹数量丰富的地区,一胎产3只幼仔的情形亦很多见。
北极熊妈妈和两只幼崽
生长发育
北极熊初生仔发育程度很低,体重仅0.6千克,它是幼仔与成体体重差距最大的哺乳动物。幼仔发育极快,3月到4月时跟随母亲走出生产穴,此时体重已增长到10~12千克。此后幼仔继续快速生长,到一周岁时,体重超过100千克,到两周岁时体重又翻番。幼仔能如此迅速增重得益于母亲营养丰富的乳汁。北极熊奶蛋白、脂肪含量均非常高,与鳍足类相似,而明显高于其他食肉目动物。可见,雌性北极熊在妊娠中投入较低,而哺乳中则付出了高昂的代价。
雌性北极熊带幼仔
北极熊幼仔
多数地区的小熊在2.3岁断奶,此时正值早春季节,成年北极熊即将进入交配季节。雌性北极熊在授乳期间不会发情,小熊断奶后才再次接受交配。因此,在多数地区,雌性生育间隔最少为3年。但在哈德逊湾这样的优质栖息地,很多小熊在1.3岁的时候就断奶了,这样生育间隔能缩短到2年。
雄性北极熊2~4岁即能产生精子,但年轻雄性无法与壮年雄性争夺交配权,实际开始交配的年龄要晚得多。雌性3~6岁性成熟,通常在性成熟次年首次分娩。雌性4.1~5.5岁基本达到体成熟,而雄性则要再晚两年左右。
存活率和寿命
幼年北极熊在2岁内存活率在哈德逊湾只有15%,在波弗特海则为56%。成年北极熊存活率为86~90%。
野生北极熊的最长寿命记录为32岁。生殖衰老通常早于生理衰老,雌性生育高峰期为14岁,之后生育能力下降,20岁以后通常就不再繁殖了。雄性到19岁仍有生育能力。
物种保护
编辑种群现状
全球北极熊总数估计为2.6万只。世界自然保护联盟(IUCN)北极熊专家组将北极熊划分为19个亚种群。各亚种群相对独立,又存在一定基因交流。从1990年至今,麦克林托克海峡亚种群数量在增加,戴维斯海峡、福克斯湾、布西亚湾、北波弗特海、南哈德逊湾和西哈德逊湾等6个亚种群数量保持稳定,巴芬湾、凯恩湾和南波弗特海等3个亚种群数量在下降,其余9个种群变化趋势不明。
致危因素
北极熊面临的主要生存威胁有四:狩猎、气候变暖、工业开发和污染。
在20世纪70年代以前,过度狩猎严重威胁北极熊的生存,但在这之后就大大减轻了。有北极熊分布的5个国家,只有加拿大允许合法狩猎北极熊,加拿大政府建立了狩猎配额制度,严格控制猎杀量。美国、俄罗斯、挪威和丹麦(格陵兰)均禁止狩猎北极熊,只有土著居民可以使用传统的方法继续捕杀北极熊;但俄罗斯存在执法不严的问题。
全球气候变暖才是北极熊最大的隐忧。尽管短期来看,气候变暖并未导致北极熊数量锐减;在纬度很高的地区,气温升高使海冰变得不那么厚,北极熊更易获取食物,短期内对北极熊甚至有好处。但在北极熊分布范围的南部地区,如哈德逊湾,随着海冰消融,雌性北极熊体重下降,幼熊存活率也降低,生育间隔也在延长;在这里,气候变暖已经开始对北极熊产生消极影响。北极熊高度依赖海冰生活,如果海冰全部融化,北极熊就必然会走向灭绝。
北极地区的油气勘探和开采作业会干扰北极熊的生活,尤其是对冬眠期的雌性北极熊。
杀虫剂等有机污染物会通过大气和水循环扩散到北极地区,并在这里富集。北极熊是北极地区的最顶级掠食者,营养级很高,这些污染物会富集在北极熊体内,导致北极熊免疫力下降,最终影响其生存。
保护措施
1976年,有北极熊分布的5个国家(苏联、加拿大、丹麦、挪威和美国)签订了《国际北极熊保护协定》。协定禁止使用飞机和摩托艇捕杀北极熊;在过去没有捕熊传统的地区,今后也禁止捕杀北极熊。协定禁止捕杀幼仔和带仔雌性北极熊;在集中建巢地,禁止在怀孕雌性北极熊迁至该地或进入巢穴期间开展狩猎活动。该协定的签订和贯彻对北极熊保护产生了深远影响。
《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)将北极熊列入附录Ⅱ(2019年),严格管制其国际性贸易。
保护级别
尽管当前北极熊数量尚多,但全球变暖是北极熊生存的巨大隐忧,未来北极熊种群数量很可能会大幅度下降。考虑到这一因素,世界自然保护联盟(IUCN)在2006年将北极熊的受威胁等级评定为易危(VU)。
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