Nature：实验显示了捕食者大规模死亡事件是如何影响食物网的

发表在《自然》杂志上的一篇新论文，通过记录一项涉及淡水鱼的实验，为捕食者大规模死亡事件后湖泊生态系统的变化提供了更清晰的图景

　　

在上个世纪，被称为大规模死亡事件(MMEs)的动物种群死亡在频率和规模上都有所增加。这些事件的规模可能是惊人的:数十亿的死鱼，数十万的死哺乳动物和鸟类，以及数百万吨的死亡生物量。

更令人不安的是，随着地球继续变暖，大规模死亡事件的频率(如果不是规模)预计会增加，尤其是在水生系统中。

但由于MMEs相对罕见和不可预测的性质，科学家们对这些事件如何立即影响生态系统并没有清晰的了解。这尤其令人担忧，因为微型微型企业经常影响在生态系统中发挥重要作用的捕食者。

发表在《自然》杂志上的一篇新论文，通过记录一项涉及淡水鱼的实验，为捕食者mme后湖泊生态系统的变化提供了更清晰的图景。在四位共同作者中，有两位来自亚利桑那大学:第一作者西蒙·泰伊(Simon Tye)是该校生物科学系的研究助理，也是该校最近的校友;资深作者亚当·西皮尔斯基(Adam Siepielski)是该校生物科学系的副教授。第二和第三作者包括里德学院副教授塞缪尔·b·费(Samuel B. Fey)和杜克大学生物学助理教授让-菲利普·吉伯特(Jean-Philippe Gibert)。

论文中提出的工作验证了该团队基于数学模型的早期预测，即捕食者的死亡应该同时产生两种影响。第一种是自上而下的效应，捕食者鱼类的减少会导致以浮游植物为食的甲壳类浮游动物的繁殖，而这些浮游动物以前是鱼类的捕食者。第二种是自下而上的效应，来自死亡捕食者的营养丰富的腐肉将使系统受精，并可能导致“初级生产者”浮游植物在食物网底部的增殖。

实验

为了更好地了解大规模死亡事件的生态后果，研究人员创造了小型人工湖，其中包含三个层次的食物网:浮游植物、浮游动物和鱼类。然后，他们实施了一些场景，将移除捕食者和添加捕食者腐肉的效果分开或结合起来，并对这些食物网进行了几个月的监测。

总的来说，人工湖对捕食者mme的反应与该团队早期的数学模型所预测的一样:浮游动物消费生物量和总生产者生物量明显增加。但这并不一定是一件好事，因为微型微生态系统有时会向水中引入太多腐烂的生物质，导致有害的藻华发生。

“捕食者对生态系统功能很重要，”Siepielski指出，“生物学家担心捕食者的消失，这是有道理的。许多研究试图了解当捕食者“消失”时会发生什么，他们通过实验比较有和没有捕食者存在的系统来做到这一点。但是，这在自然界中是不会发生的。掠食者不会简单地消失，它们会分解。”

“让捕食者死亡然后分解是我们研究的一个独特而重要的部分，”他继续说。“在它们的死亡中，它们提供了许多其他生物使用的营养物质。理智上，你知道它是这样发生的，但没有人真正以我们的方式研究过。当你这样做的时候，你会发现一些新的东西。”

用实验证实现有的理论框架本身也是有用的。

泰解释说:“我们的发现重申了生态学的基本概念，也表明预测生态系统对这些事件的反应是可能的，因为它们留下了独特的特征。”

理论家Gibert补充说:“目睹这些实验系统的行为与我们之前的理论工作所预测的一样，这是非常了不起的。这意味着我们现在对这些过程有了足够的了解，不仅可以告诉我们已经发生了什么，还可以告诉我们可能会发生什么。这是生态学家的圣杯。”

虽然中小微企业加速发展的主题令人严重担忧，但Siepielski试图找到积极的一面。“我认为这让科学家们放心，我希望公众也能放心，我们可以利用几十年的既定工作来了解新出现的极端事件如何影响生态系统。像我们研究的湖泊这样的淡水生态系统非常重要，但也处于危险之中。”

“21世纪生态学的一个大目标是能够更好地预测在新的压力下的生态结果，”Fey补充说。“我们的研究有助于更好地预测一个日益普遍的生态灾难的生态后果。”

监测和记录微型微型企业的必要性

实验的另一个发现更加微妙和发人深省。Siepielski说:“我们惊讶地发现，捕食者MME也产生了一些生态动态，这些动态与没有经历过MME的完整系统最相似。”

这表明，可能很难检测到在淡水湖中是否发生过捕食者大规模死亡事件。一个表面上看起来健康的湖泊可能在其下经历了一场小灾难，这使得早期检测变得至关重要。

因此，研究人员强调，记录和报告这些事件很重要。如果你目睹了鱼类或其他动物的死亡，向你所在州的狩猎和渔业组织报告。仔细记录这些事件，可以更好地了解这些事件发生的原因，从而可能有助于减少它们的发生。

作者指出，美国国家科学基金会为这项工作提供了一系列支持，包括从研究生研究员研究计划到泰的资助和向Siepielski颁发的国家科学基金会职业奖。