这是我多年来生态学课堂上的一个经典案例,今天分享给大家,希望有更多的人能喜欢这个故事。我也希望有更多的中学生朋友能看到这个故事,借此能体会到生态学的神奇魅力,激发出未来对生态学的浓厚兴趣。
——题记
鱼类不仅是我们人类营养健康的美食,也是地球大家庭的重要成员,还是地球家园的维护者呢!
01
引言
说起鱼类,自然是无人不知、无人不晓了,淡水鱼、海水鱼,三文鱼、金枪鱼...,你可能能说上一大堆。但要是问起你“鱼类有哪些作用或者有哪些本领,你是否也都能答得上来呢?”
——“鱼类是我们的美食”,“大麻哈鱼能识别家乡气味,能洄游到它的出生地”,“电鳗能放电”,“隆头鱼可以作鱼医生,为别的鱼类抓寄生虫”,“鲢鳙能滤食蓝藻、净化水质”......也许,你也仍能列出一大堆鱼类的本领来。
然而,如果我告诉你,鱼类不但能对水里的生物产生影响,还能影响到陆地上的植被,你可能就不一定相信了吧:什么,鱼与陆地上的植被还能有什么关系?!这岂不是要让我们真去“缘木求鱼”?别急,让小编为您慢慢道来。
2
在开始我们的故事前,不妨让小编先来给您普及一些生态学的知识(如果您对这些知识已非常熟悉了,那么可以跳过引言的这一部分,直接进入正题)。
您可能已经知道,自然界的生物,不是偶然在一起的,而通常都是通过捕食与被捕食关系联系在一起的。“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,”...,于是,不同的生物就通过组成的食物链和食物网相互联系在一起了。根据这种捕食与被捕食的关系,生态学家把各种不同的生物归在不同的营养级中,能够光合作用的各种植物,它们不能“捕食”其他生物,所以它们就处在 个营养级,而各种以植物为食的草食动物呢,就被归在第二个营养级,而吃草食动物的动物呢,自然就是第三个营养级,...,依此类推。
生态学家们发现一个有趣的现象,就是,当某种植物非常茂盛的时候,那么牧食这种植物的草食动物的数量也会多。当这种草食动物数量增加以后,那么捕食这种草食动物的动物数量也会多起来,依此类推,即高一个营养级的生物,都是随着低一个营养级生物的数量而增加,这种现象,生态学家们将其称为上行效应(如下图左侧)。
上行效应下行效应
02
鱼是如何影响林地中的植被的?
KatharineOrderwayPreserve保护区所在位置
保护区内的自然景观
论文中的图1食物网作用显示的鱼类影响植被繁殖的途径(实线为直接影响,虚线为间接影响)
然后为了验证这些假设,他们就在现场开展了一系列的验证研究。
首先,他们调查了有鱼池塘和无鱼池塘中蜻蜓幼虫的数量。结果确实印证了有鱼池塘蜻蜓幼虫数显著低于无鱼池塘蜻蜓幼虫数(如下图左)。
论文中的图2有鱼池塘和无鱼池塘中的蜻蜓幼虫数(左)和池塘周边蜻蜓成虫数(右)
然后他们再进一步调查了池塘周边蜻蜓成虫的数量。结果再次印证了他们的假设:无鱼池塘周边蜻蜓的数量显著高于有鱼池塘(上图右)。
接着,他们又验证了有鱼、无鱼是否会影响到授粉昆虫对开花植物的访问量。他们选择了池塘边上最常见的开花植物——一种金丝桃植物(Hypericumfasciculatum),观察这些授粉昆虫对其访问量,并记录下来访昆虫的种类,结果发现,有鱼池塘授粉昆虫的访问量显著高于无鱼池塘,且来访的昆虫种类也是显著不同,有鱼池塘来访昆虫主要是膜翅目昆虫(hymenopterans,即主要是蜂类授粉昆虫),而无鱼池塘来访昆虫主要是双翅类(dipterans,蝶类、蝇类)。
论文中的图3有鱼、无鱼池塘边金丝桃植物授粉昆虫的访问量
为了确认有鱼、无鱼是否是影响池塘边的金丝桃植物的繁殖,他们又调查了两类池塘边的金丝桃是否受到授粉限制,及受限制的数量,结果如下图所示。
论文中的图4有鱼、无鱼池塘边的金丝桃出现授粉限制的情况
研究人员也发现,无鱼池塘授粉昆虫数量的减少,既与蜻蜓对授粉昆虫的捕食、也与授粉昆虫在行为上回避在有蜻蜓的地方授粉这两方面的因素有关。
在7天的连续观察期内,研究人员们发现了好几起两种常见蜻蜓(Anaxjunius和Erythemissimplicicollis)对大型授粉昆虫的袭击事件,8起袭击中有4起是攻击授粉昆虫的,包括蜂bee、蛾moth和蝶(或蝇)类flies(图5)。
论文中的图5蜻蜓对授粉昆虫的影响。a,蜻蜓在研究地捕食授粉昆虫;b,有鱼、无鱼时对金丝桃的授粉访问量
03
该研究的启示
来源:LiuQ指点米津
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