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入侵物种也能有利于生态系统


夏威夷岛 图片来源:pixabay
在动物灭绝后,他们在生态系统中的功能也会随之丧失,有时这会引起其它依靠这些功能生存的物种随之灭绝。那么被环境保护者视为有害入侵物种的非本地生物能够填补之前物种灭绝留下的角色空白吗?
这一问题在夏威夷群岛十分普遍,夏威夷群岛被视为是研究物种灭绝和物种入侵的绝佳场所。不幸的是,由于人类到来后的过度捕猎、砍伐森林以及非本地捕食者、竞争者和疾病的进入,该岛链的物种数量已经大大减少了,生态也发生了显著改变。
夏威夷大部分本地森林植物都依靠鸟类传播种子,这对于植物的繁殖至关重要,还有不少植物需要鸟类来进行传粉。然而夏威夷岛本地的鸟类物种至少有67%已经灭绝,曾经这里的鸟类物种十分丰富,其中包括五颜六色的蜜旋木雀、乌鸦以及不会飞的水鸟。失去了这些鸟类的森林就像失去了零件的系统一样,它又该如何运作呢?
在本地物种消失的同时,人们出于娱乐性捕猎、管理农业害虫等各种原因引入了许多非本地的鸟类。许多非本地鸟类在这里安顿下来,其中就包括了鸣鸟以及以花蜜、水果为食的猎鸟。而这些引入鸟类有可能代替灭绝鸟类继续本地植物的种子传播以及传粉活动。
许多证据证明,不仅仅是夏威夷,在全球范围内,外来生物都会对本地的生态系统造成很大的危害,许多环境保护者通常会采用一种比较僵硬的二分法,将本地生物等同于好的生物,而将非本地生物等同于坏的生物。但是在夏威夷瓦胡岛等物种灭绝情况严重的地方,驱逐所有非本地生物反而会让森林损失掉所有的鸟类,从而影响本地植物的种子传播等活动。因此,研究人员必须要考虑每一入侵物种对生态系统的单独影响,而不能简单下定论。

森林本土植物 图片来源:pixabay
Samuel B. Case加入了夏威夷VINE项目,对瓦胡岛的种子传播体系进行合作调查,瓦胡岛是夏威夷岛物种入侵现象最严重的地方,这里所有本地以水果为食的鸟类都灭绝了。研究人员发现非本地鸟类的确能够维持种子传播的活动,事实上它们是瓦胡岛地区许多本地植物的唯一种子传播者,但其中也有一个问题。
在Samuel B. Case的博士论文研究之中,他对历史和现代鸟类是如何形成形态差异以及这种差异是如何影响生态系统功能方面很感兴趣。鸟类一大重要的特点就是嘴巴的大小,这种特征也被称为张开间距,它限制了鸟类能够消耗以及传播种子的大小。

鸟喙大小 图片来源:pixabay
夏威夷许多灭绝鸟类只能在亚化石遗迹之中找到,这些化石包括来自沙丘和熔岩管的头骨和其他骨骼。在测量了这些头骨之后,研究人员用预测模型来估计这些动物的嘴巴大小,并且通过进一步对皮肤样本的测量来研究鸟类嘴巴的大小以及其它特点是如何随着鸟类的灭绝以及新鸟类的引入而变化的。
研究人员发现夏威夷群岛上仅剩四种以水果为食的鸟类,相比于曾经基本上已经灭绝的以水果为食的鸟类,现代的引进鸟类的嘴巴要小得多,大概仅有原来的60%,这意味着现代的鸟类,无法像曾经鸟类那样消耗并传播较大的种子。基于对夏威夷岛种子传播的研究,研究人员发现种子宽度超过8.1毫米的较大植物无法由现代鸟类帮助传播种子,它们也因此面临着越来越高的灭绝风险。
这一结果引出了一个显著的问题,人们究竟应不应该引入嘴巴较大的鸟类?目前还没有足够关于动物放野,也就是刻意引进非本地物种来取代已灭绝物种功能的研究,也就无法确定这是否是个好主意。引入任何一个物种所带来的生态影响,都有可能造成巨大的风险。然而,我们可以通过把夏威夷视为一个天然的动物放野实验来更好的了解这一方式。
瓦胡岛非本地鸟类有可能替代已灭绝鸟类的部分职能,尤其是在帮助种子较小的植物进行种子传播方面,然而另一项重要的发现显示这些好处有可能被抵消掉,因为非本地鸟类也会传播许多种子较小的非本地植物,这些植物的果实在夏威夷岛上又十分常见。与此同时,在非本地植物并不占主导的毛伊岛上,非本地鸟类主要传播本地植物的种子。因此总的说来,只要情况允许,非本地鸟类能够传播任何可接触植物的种子,它们对于森林保护活动的整体影响很大程度上便取决于它们所栖息的植物生态环境。
因此,为了保护现有的非本地鸟类带来的环境保护效益,我们需要根除非本地植物,尤其是那些产生大量果实的植物。如果无法管理这些非本地植物,那么动物放野的方法就有可能带来负面影响。引入嘴部较大的鸟类有可能造成大种子非本地植物的快速传播生长,这对于当地生物多样性的保护工作来说绝对是一种打击,因为通常非本地植物都要比本地植物在空间和资源的竞争方面占优势。
世界的生物灭绝率和入侵率不断上升,种群群落的重新改变将会为生态保护目标带来新的挑战。但对于夏威夷森林等生态系统来说,将非本地物种妖魔化可能会损害当地生物多样性。如果环境保护方法能够考虑到入侵物种的功能特点以及生态角色,那么在不同的情境下,这种方法就能够在现在乃至未来保护种子传播等重要的生态系统过程。
撰文: Samuel B. Case 
翻译:先雨
审校:殷姝雅
引进来源:科学美国人
本文来自:中国数字科技馆
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