物理科技生物学-PHYICA

入侵物种通常邓紫棋成长记始于未被发现的“潜伏种群”

生物 2022-01-28 00:03:21

作者亚当·欣特尔,威斯康星大学麦迪逊分校 2016年,学生们在清晨外出进行湖沼学实验时,从门多塔湖收集数据和水样

湖沼学研究人员2009年在门多塔湖发现了多刺水蚤

信用:杰夫米勒 当入侵物种侵入一个新的生态系统时,通常认为入侵者最近到达了它的新家并迅速接管了它

但是《生物科学》杂志上的一份新报告发现,许多新来者并不像这个故事暗示的那样不耐烦

事实上,该研究表明,外来物种的“潜伏种群”花费数年甚至数十年时间维持在如此低的种群水平而不被发现并不罕见,只有当它们的数量激增时才会被发现

威斯康星大学麦迪逊湖沼学中心主任、该论文的合著者杰克·范德·赞登说,这一发现对我们控制和管理入侵物种的方式具有重要意义

虽然目前的努力集中在阻止外来物种向新栖息地的扩散,但我们也必须更好地理解是什么让一个物种首先入侵

他说,这意味着不仅要识别具有超越生态系统倾向的物种,还要识别可能为入侵埋下伏笔的生态系统特征

凡德·赞登说,外来物种可以作为小的、自我维持的种群在新的栖息地“像余烬一样闷烧”

许多人将继续这种朴素的生活历史,永远不会有吸引入侵标签的负面生态影响

但是,有时候,一个环境触发被切换,这些睡眠者的余烬被煽动成五级火警

其中一次入侵发生在门多塔湖多刺的水蚤,就在UW-麦迪森校区附近

2009年,UW大学本科生在一次实验室实地考察中,拉起他们的网,发现了成千上万只这种微小的甲壳类动物,它们以前从未在湖里出现过

科学家此前曾预测,该湖不适合这种原产于欧洲和亚洲湖泊的冷水物种

北温带湖泊湖沼学研究中心

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长期生态研究网络,已经进行了200多次跨越30年的采样旅行,然而他们没有发现一只带刺的水蚤

但是,当研究人员挖掘门多塔湖的沉积物核心并梳理UW-麦迪逊动物博物馆的旧样本时,他们发现了多刺水蚤的证据,这些水蚤可追溯到2009年数量突然增加之前的至少10年

范德·赞登说:“这种多刺水蚤很有可能在许多其他湖泊中繁殖。”

“目前,入侵物种管理旨在最大限度地减少传播,但如果它们已经存在呢?相反,如果管理实践的目标是不触发会导致人口爆炸的触发器,那会怎样?” 湖沼学中心研究生文斯·布蒂塔的手上沾满了来自门多塔湖的侵袭性多刺水蚤(文斯·布蒂塔)

功劳:文斯·布蒂塔 在他们的研究中,范德·赞登和他的同事强调了他们所说的导致过去入侵物种事件的环境触发因素

例如,19世纪晚期,人类把牛带到了加利福尼亚海岸外的圣克鲁斯岛

牛,反过来,追踪外来茴香植物的种子

那株植物在岛上建立起来了,但被放牧的牛群控制住了

将近一个世纪后,当牛被从这个新的食物网中移走时,茴香就占据了上风

在世界其他地方,气候变化正在引发入侵,让长期潜伏的啮齿动物和杂草种群在以前过于寒冷的生态系统中茁壮成长

对于多刺的水蚤入侵门多塔湖来说,一个异常寒冷的夏天是睡眠者起飞的全部条件

那年夏天,湖中的水温徘徊在一个范围内,这个范围类似于多刺水蚤喜欢在它的原生栖息地

这导致数十亿多刺水蚤在湖里繁衍——并为下一年产卵

从那以后,入侵者一直很突出

该论文的主要作者、伊利诺伊大学和伊利诺伊州自然历史调查的博士后研究员迈克·斯皮尔说,理解将一个物种引上入侵之路的环境触发因素至关重要

“我们生活在一个由环境变化定义的时代

所以,如果环境变化是它们爆炸并变得超级丰富和对生态系统有害的导火索,那么我们就有了一个相当大的问题,”他说

找到这些睡眠者也是一个挑战

斯皮尔说,幸运的是,科学方法有很大的进步

这些新方法包括分析水样中的环境脱氧核糖核酸,或埃德娜,这种物种流入它们的栖息地

举个例子,研究人员仅仅工作了一天,就能够从芝加哥水道中入侵的亚洲鲤鱼身上采集水样并检测出埃德娜

相比之下,传统的电捕鱼方法需要93天才能找到一条鲤鱼

该报告还强调了长期研究对于记录入侵动态和将入侵故事置于背景中的重要性

例如,如果没有北温带湖泊研究对门多塔湖数十年的采样,关于多刺水蚤是一种全新入侵者的假设将会持续存在

相反,研究人员能够梳理生态档案以获得完整的故事

斯皮尔说报纸问的问题比回答的多得多

但他希望它能帮助人们认识到,在生态系统中检测到外来物种并不意味着它只是最近才到来,更重要的是,并不意味着破坏稳定的入侵迫在眉睫

“我们试图关注的是可能引发疫情的外部环境因素,以及这对我们如何研究和管理入侵物种有什么影响,”他说

“这篇论文主张把真正的重点放在发现非本地人口在哪里,以及他们在哪里处于低水平上,因为这确实是我们在损害发生之前防止损害的唯一机会

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