蛙之不存,蛇將焉附?壺菌病將導致全球物種滅絕—新聞—科學網

2020-11-22 科學網

青蛙和它們的卵是許多蛇的重要營養來源。在巴拿馬的森林裡，這種小鈍頭樹蛇以青蛙卵為食。圖片來源：Karen Warkentin

 

■本報記者 唐鳳

自1998年以來，科學家記錄了全球兩棲動物的消失。由於真菌病原體batrachochyum，即通常所說的壺菌，500多種兩棲動物數量下降，其中90種已經滅絕。

美國馬裡蘭大學和密西根州立大學的研究人員進行的一項新研究首次表明，兩棲動物的滅絕對蛇產生了連鎖反應。該論文2月14日刊登於《科學》。

研究結果顯示，在壺菌席捲巴拿馬的一個偏遠森林後，大量青蛙死亡，與之相伴的是蛇類物種數量急劇下降，導致蛇類群落變得更加同質化。該研究為生物多樣性危機或全球野生動物的消失敲響警鐘。

「這項研究強調了由於失去兩棲動物而導致的其他變化可能是不可見或不顯著的。」該研究合著者、馬裡蘭大學生物學Karen Lips說。

該研究通訊作者、密西根州立大學綜合生物學家Elise Zipkin告訴《中國科學報》：「一些稀有或難以發現的物種可能正在迅速減少，以至於我們可能從未意識到正在失去它們。事實上，這項研究更多關注的是生物多樣性的普遍喪失及其後果，而不僅僅是蛇。」

史無前例的下降

壺菌病是由一種名為壺菌的真菌引起的傳染病，會破壞兩棲動物的皮膚，嚴重時可導致死亡。壺菌病由兩種壺菌引起：一種是石斛壺菌，另一種是蠑螈壺菌。在全球化和野生動物貿易的推動下，其引發的疾病迅速蔓延。

許多兩棲動物正面臨壺菌病的嚴重威脅，但目前還沒有有效的壺菌病控制方法。

中科院動物研究所研究員李義明在接受《中國科學報》採訪時曾表示，近幾十年，兩棲類動物在全球範圍內出現了種群數量快速而「神秘」的下降，主要元兇之一就是壺菌病。

壺菌病目前存在於全球60多個國家和地區，其中受影響最嚴重的是澳大利亞、中美洲和南美洲。過去30年裡，壺菌病僅在澳大利亞就造成40多種蛙類數量大幅減少，其中7種已經滅絕。

壺菌病造成兩棲動物數量「史無前例」下降，從而進入「世界上最具破壞性的入侵物種之列」。而在接下來10~20年內，世界上許多物種估計將會因壺菌病而面臨滅絕風險。

「這種病原體的行為太瘋狂了。」英國倫敦動物學會的Trenton Garner說，這種疾病是主要的驅動因素，同時還有棲息地喪失和氣候變化等壓力，讓兩棲動物迅速衰退。

但這種衰退「牽一髮而動全身」，影響的可能不只是兩棲動物。許多蛇以青蛙和青蛙卵為食，因此研究人員預計青蛙數量的減少會影響到蛇的數量。

殃及「池魚」

「選擇研究蛇是因為我們知道它們以兩棲動物為食，所以假設兩棲動物的滅絕可能會給蛇帶來負面影響。該地區的其他分類群也可能受到影響，但許多物種缺乏數據，因此我們可能永遠無法估計這些影響。」Zipkin告訴《中國科學報》。

實際上，這種黏滑的爬行動物是出了名的神秘，也很難在野外進行研究。在此之前，蛇如何在壺菌流行下生存主要基於猜測。

Lips、Zipkin和同事對在巴拿馬埃爾科普附近的一個國家公園收集的7年調查數據進行了分析。這些數據以2004年導致兩棲動物大滅絕的壺菌暴發為分水嶺，研究人員比較了暴發前1年和暴發後6年的數據。

然而，即使有了如此廣泛的數據集，許多物種被檢測到的頻率仍是如此之低，以至於用傳統的分析方法是不可能的。例如在研究中觀察到的36種蛇中，12種只被發現了1次，5種被發現了兩次。

研究人員無法準確說出有多少種蛇的數量減少了，也不能僅僅因為一個蛇物種在壺菌病暴發後的調查中沒有出現，就確認它已經消失了。

「我們需要重新思考這個問題，對於缺乏數據的物種，我們通常無法準確評估它們的種群變化，相反，我們需要考慮的是，現在蛇類種群的狀況比過去更糟的可能性。」Zipkin說。

於是，研究人員建立統計模型，著重於估計兩棲動物滅絕後蛇類多樣性指標發生變化的概率，而非其絕對數量。

結果顯示，與之前相比，蛇的群落髮生了巨大變化。與兩棲動物數量下降之前相比，蛇的種類減少了85%，物種數量也在下降，且許多物種的出現率下降。

此外，青蛙數量下降後，許多蛇的身體狀況也變差了。「很多蛇都很瘦，看起來像是要餓死了。」Lips說。

生物趨於同質化

研究人員確信，他們在蛇群落中觀察到的變化是由於兩棲動物的消失，而不是其他環境因素。因為研究區域位於國家公園內，這裡棲息地喪失、人類社會發展、汙染或其他可能直接影響蛇類數量的因素的作用有限。

此外，這個研究地點位置偏遠，在壺菌病流行之前的幾年裡，Lips每年都在那裡進行調查。這提供了一個罕見的窗口，讓人們得以了解兩棲動物災難性消失後生態系統的迅速變化。

研究人員表示，任何物種的消失都是毀滅性的，一個物種的減少或滅絕會在生態系統中引發雪崩。例如，當生物多樣性的損失在一個地區引起連鎖反應時，許多缺乏數據的物種——沒有得到足夠研究以了解如何最好加以保護的動物就會滅亡。

耶魯大學的Pamela González-del-Pliego表示：「我們需要迅速行動起來，把兩棲動物作為一個高度優先保護物種，並把缺乏數據的物種納入保護策略。」

該結果並不是最壞的消息。真正的壞消息是，破壞程度預示著全球範圍內的物種損失遠遠大於科學界一直以來的估計。

Zipkin認為，目前一個幹擾事件間接產生了大量「輸家」和一些「贏家」，這種現象正變得越來越普遍，並導致世界範圍內的生物同質化，或者是形式上不同的生態系統逐漸變得更加相似。

「這項工作強調了長期研究對我們理解物種滅絕的無形連鎖效應的重要性。」Lips說，「青蛙數量下降後，一切都變了。我們必須知道正在失去什麼，否則可能無法提供有效的保護。」

不過，科學家相信，預測和建模的改進將有助於加強保護工作。由數據驅動的、積極主動的變化可以防止物種大規模死亡和遏制生物多樣性的喪失。

相關論文信息：https://dx.doi.org/10.1126/science.aay5733

《中國科學報》 (2020-02-17 第2版 國際)

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