物理科技生物学-PHYICA

研究人员发现,瓦胡岛的外来物种在种子传播琪琪热热色原网网络中发挥着更大的作用

生物 2022-06-15 00:03:11

怀俄明大学 怀俄明州大学动物学和生理学系助理教授科里·塔沃特(右)和UW大学博士贝基·威尔科克斯

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来自加州纳帕的学生

,在夏威夷的瓦胡岛建立了自动无线电遥测装置来追踪鸟类

Tarwater和她的研究团队成员领导了一项研究,研究外来物种如何在种子传播网络中比本地物种发挥更大的作用

信用:帕特里克凯利 怀俄明大学的研究人员领导的一项研究表明,夏威夷瓦胡岛的外来鸟类已经接管了岛上种子传播网络的角色,大部分种子来自外来植物

“夏威夷是世界上生态系统变化最大的地方之一,我们很幸运地研究了这些非本地人主导的群落是如何改变重要的过程的,比如种子传播,”UW动物学和生理学系的助理教授科里·塔沃特说

“我们发现,不仅外来物种主宰着物种间的相互作用,而且这些外来物种在塑造种子传播网络的结构和稳定性方面也比本地物种发挥着更大的作用

这意味着群落中外来物种的消失将比本地物种的消失在更大程度上改变物种间的相互作用

" Tarwater是一篇题为“物种在高度入侵的种子传播网络中的生态关联”的论文的主要作者,这篇论文发表于1月

11发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)

杰费森·维曾丁-布戈尼,UW和美国的博士后研究员

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陆军研究实验室在研究时,是这篇论文的主要作者

他完成了大部分分析,构思并概述了手稿的第一个版本

加州纳帕的贝基·威尔科克斯

,最近的UW博士

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明尼苏达州伊登草原的萨姆·凯斯,研究生,现为博士后研究员

,UW博士

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生态学、动物学和生理学项目的学生与塔尔沃特一起工作

两人协助收集现场数据,处理游戏摄像头拍摄的所有镜头,并协助撰写论文

帕特里克·凯利是UW荣誉学院的动物学和生理学助理研究科学家,他帮助开发项目创意、数据处理和管理,并撰写了这篇论文

为论文做出贡献的其他研究人员来自夏威夷大学、伊利诺伊大学、北亚利桑那大学和美国大学

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伊利诺伊州尚佩恩的陆军工兵部队

“这是第一批表明外来物种可以在种子传播网络中扮演最重要角色的研究之一

这意味着瓦胡岛的生态系统已经受到物种灭绝和入侵的严重影响,以至于散布在岛上的大部分种子都属于外来植物,其中大部分都是由外来鸟类传播的,”维曾丁-布戈尼说

“这就形成了所谓的‘生态崩溃’,这是一个非本地互利互惠的合作伙伴相互受益的过程,并把系统带入一个不断变化的漩涡

" 动物和鸟类传播种子是最重要的生态系统功能之一

根据该论文,它与植物种群动态、群落结构、生物多样性维持和退化生态系统的再生有关

在夏威夷成为世界灭绝和物种入侵之都之前,它的生态群落更加多样化

专家估计,在过去的700年里,夏威夷群岛的77种鸟类和亚种已经灭绝,占全球鸟类灭绝的15%

怀俄明州大学博士萨姆·凯斯(左)

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明尼苏达州伊登草原的学生

;科里·塔沃特,UW动物与生理学系助理教授;和伊利诺伊大学兼职助理教授、美国野生生物学家吉妮尔·斯佩里

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伊利诺伊州尚佩恩陆军工程研究与发展中心

,休息一下,讨论凯斯的研究,欣赏夏威夷瓦胡岛山顶的风景

信用:帕特里克凯利 凯斯说:“夏威夷群岛经历了动植物的重大变化,虽然人类到达该岛之前种子传播网络的结构尚不清楚,但我们从最近发表在《功能生态学》上的一些先前的工作中知道,历史上的种子传播者的特征不同于引入的种子传播者。”

“例如,一些灭绝的散布者比目前的散布者群体更大,可能消耗更大范围的种子大小

" 塔尔沃特说,由于大量入侵植物和大型分散体的缺乏,入侵分散体没有完全扮演灭绝的本地分散体的角色,许多本地植物没有被分散

在瓦胡岛,11

1%的鸟类和46

网络中4%的植物物种是该岛本地的

该论文称,93%的种子传播事件发生在外来物种之间,没有本土物种相互影响

“外来鸟类对生态系统来说是一把‘双刃剑’,因为尽管它们是目前唯一的本地植物传播者,但在瓦胡岛传播的大多数种子属于外来植物,”维曾丁-布戈尼说

“许多本地植物物种都有大型种子,是与大型鸟类共同进化的结果

这种鸟现在已经灭绝,种子不能被吞食,因此被现在在瓦胡岛上常见的小嘴雀形目鸟传播

" 研究人员收集了24种鸟类的3438份粪便样本,并收集了58种植物果实的4897天的摄像捕捉

已确定有18种鸟类被记录为分散的植物物种

塔尔沃特说,与预测相反,影响物种在这些新网络中的角色的特征类似于那些以土著为主的社区

“特别是,在这些非本地主导的网络中,基于生态位的特征,如节俭程度(以水果、坚果和种子为食的动物)和脂肪含量,而不是基于中性的特征,如丰富度,更为重要,”塔尔沃特说

“然后,我们可以利用散布者和植物基于生态位的特征来预测物种在网络中可能扮演的角色,这对于决定管理的目标物种至关重要

" 塔尔沃特补充道,不同物种在瓦胡岛种子传播网络中的角色可以通过物种的生态特征来预测

例如,研究小组发现,在饮食中摄入大量水果的鸟类更有可能从更多的植物物种中散播种子

同样,研究小组发现,长时间结果的植物种子较小,果实富含脂类,会更频繁地扩散

塔尔沃特解释说:“土地管理者可以利用这些生态特征来识别可以移除或添加到系统中的物种,以改善种子传播。”

“例如,移除非常重要的外来植物或添加具有增加其扩散可能性的特征的本地植物,可以帮助恢复努力

" 凯利和塔沃特获得了该项目的资金

这项研究由一家美国大学资助

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国防部奖,UW,夏威夷州大学,新罕布什尔州大学和北亚利桑那大学

“在即将到来的一年里,我们将实验性地移除一种对网络结构极其重要的外来植物物种,并研究种子传播网络如何做出反应,”塔尔沃特说

“这个实验的结果可以告诉土地管理者,移除一种高度入侵的植物是否会改善剩余的本地植物的种子扩散,或者是否不会

"

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