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[科技] 外来动物遇上极端天气,是消亡还是繁盛?

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今天没太阳 发表于 2023-12-18 10:19:19 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
高温热浪、低温寒潮、超强台风、暴雨洪涝等,这些现象有一个共同的名字——极端天气。近年来,随着全球气候变化,各类极端天气变得越来越普遍,不断映入大众眼帘。而且,相关研究预测,未来几十年极端天气可能会变得更加频繁、强度也更大。众多地球生态系统“成员”如何应对极端天气事关生物多样性的兴衰。
与此同时,我们还需要关注一类特殊“成员”——外来物种,这是在当今全球化时代随人类活动从原生地引入到新区域的生物的统称。之所以聚焦这个“成员”,是因为很多外来物种具有“入侵性”。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)2019年报告指出,全球在过去100年间通过人类活动引入的外来物种已超过37000种,其中3500多种具有入侵性,而且全球正以每年200种新发外来物种的速度持续增加。从1970年到2017年,外来入侵物种不仅造成全球1.288万亿美元的经济损失,还造成了大量本土生物多样性的下降。研究发现,全球已灭绝的哺乳纲、鸟纲、两栖纲、爬行纲、辐鳍亚纲、昆虫纲、腹足纲等782种动物中,有261个物种的灭绝事件是由外来入侵物种所致。
面对极端天气挑战,外来动物和本土动物谁对极端天气更“敏感”?与本土物种相比,外来物种是否表现出与众不同的响应?回答这一问题不仅关系到外来物种本身能否入侵成功,还事关其是否与气候变化一起对本土物种造成双重威胁。
为此,中国科学院动物研究所刘宣课题组领衔的国内外团队,开展了一项全球性研究,试图揭示外来动物和本土动物面对不同极端天气事件的敏感性异同。结果发现,整体上相比本土动物,外来动物面对极端天气会表现出更低的敏感性,甚至会受到极端天气的促进作用。在此基础上,研究团队进而预测了外来动物在极端天气下可能会对本土生物多样性造成威胁的全球热点区域,为发展全球变化背景下的生物多样性保护管理策略提供了基础科学依据。相关工作以Meta-analysis reveals less sensitivity of non-native animals than natives to extreme weather worldwide为题发表在国际生态学期刊《自然·生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)上。
回顾这项研究,团队首先对过去70年涵盖陆地、淡水和海洋共17个纲187种已建群外来动物和1852种系统发育关系相近的本土动物,在热浪、寒潮、风暴、洪水和干旱等主要极端天气事件下,贯穿动物个体表型、生活史特征、行为、种群分布、种群数量以及种群恢复力的全球响应进行了系统梳理并构建了数据集(图1)。
外来动物遇上极端天气,是消亡还是繁盛? 第1张图片


接着,科研人员对该数据集进行分析,研究发现外来陆生动物对热浪事件、外来淡水动物对风暴事件表现为负响应,而本土陆生动物对热浪、寒潮、干旱,本土淡水动物对热浪、风暴、洪水和干旱均表现出负响应,海洋动物中除本土贝类和珊瑚对热浪呈现负响应外,其他外来和本土动物对各类极端天气均不敏感(图2)。
外来动物遇上极端天气,是消亡还是繁盛? 第2张图片


例如,亚利桑那州盐河支流发生了极端干旱事件后,外来鱼的种类和数量并未受到显著影响,但同域分布的圆尾鲢鱼(Gila robusta)、显亚口鱼(Catostomus insignis)等本土鱼类一方面由于对干旱事件耐受性低,另一方面因受到外来鱼类对食物和栖息地资源的竞争压力,种群数量和物种多样性发生了迅速下降。
再例如,旧金山湾区的极端干旱事件导致外来物种美洲牛蛙(Lithobates catesbeianus = Rana catesbeiana)的分布区扩张,造成了其携带的壶菌(Batrachochytrium dendrobatidis)在本土山麓黄腿蛙(Rana boylii)种群内爆发,进而导致了本土蛙类的大量死亡。
在极端天气下,外来动物相比起本土动物表现出较低敏感性,这预示着外来动物入侵与极端天气的互相作用可能会对生物多样性产生双重威胁。为此,科研团队根据上述研究结果,进一步分析了极端天气的发生热点和现有外来动物潜在分布的空间重叠性,发现分布在北美、拉丁美洲、地中海、南非、东亚、东南亚、澳大利亚西南部、新西兰、太平洋西海岸及岛屿、北大西洋海域等区域的本土物种可能更易受到外来物种和极端天气的双重威胁(图3)。
外来动物遇上极端天气,是消亡还是繁盛? 第3张图片


来源:中国科学院动物研究所


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