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雌蚊较多的蚊类对生态的影响较大

导读 雌蚊不仅比雄蚊大,而且对淡水生态系统的影响也更大。在一项在实验池塘进行的对照研究中,研究人员发现,池塘生态系统的巨大差异取决于食蚊种群中雄性和雌性的比例。在以雌鱼为主的池

雌蚊不仅比雄蚊大,而且对淡水生态系统的影响也更大。在一项在实验池塘进行的对照研究中,研究人员发现,池塘生态系统的巨大差异取决于食蚊种群中雄性和雌性的比例。在以雌鱼为主的池塘中,研究人员观察到比雄鱼为主的池塘更明显的生态变化,包括浮游动物更少,藻类更丰富。

加州大学圣克鲁兹分校(UC Santa Cruz)生态学和进化生物学助理教授埃里克•帕尔科瓦奇(Eric Palkovacs)表示,经常被用来控制传播疾病的蚊子的食蚊鱼,可能是世界上被引进最多的淡水物种。它们也被国际自然保护联盟列为世界上100种最糟糕的入侵物种。

“众所周知,食蚊鱼会对当地的淡水动物造成有害影响,很多地方都在努力控制和消灭食蚊鱼。它在澳大利亚和新西兰被称为‘鼠疫小鱼’,因为它的影响非常剧烈。”

Palkovacs和他的研究生David Fryxell分别是10月21日发表在《英国皇家学会学报B》上的一篇论文的资深作者和第一作者。

营养级联

除了吃蚊子幼虫,食蚊鱼还捕食其他昆虫幼虫、两栖类幼虫和水蚤等浮游动物,水蚤是淡水生态系统中以藻类为食的微小甲壳纲动物。雌食蚊鱼比雄食蚊鱼更喜欢大的食物,有更高的摄食率,在有其他雌食蚊鱼存在的情况下花更多的时间觅食。高水平的捕食会在食物链中产生涟漪,生态学家称之为“营养级联”。当食蚊鱼大量消耗水蚤时,由此产生的营养级联会导致藻类的增加。

“水蚤是淡水池塘的主要食草动物,可以控制藻类的数量,”Palkovacs解释说。“我们发现,以女性为主的食蚊类种群会引起更剧烈的营养级联反应。雄虫越多,水蚤的数量越高,藻类的丰度越低。

在以女性为主的池塘里,还可以看到温度和pH值的升高。

Palkovacs指出,许多研究都着眼于性别二型性的进化生物学(身体大小或颜色等特征上的性别差异)和性别比例的变化(当种群偏离男女一对一的比例时)。但是很少有人注意到这些现象的生态后果。

“当一个物种的雄性和雌性在体型等特征上存在差异时,它们可能会使用不同的资源,或以不同的方式与生态群落互动。因此,物种可以根据种群的性别比例来改变生态系统的形状,”Palkovacs说。

控制策略

蚊鱼自然种群的性别比例在世界各地有很大差异。此外,一些用于控制蚊子种群的方法可能导致性别比例的变化。例如,诱捕或撒网会选择性地除掉较大的鱼,所以主要是针对雌性。Palkovacs说:“在这种情况下,雌鱼比雄鱼数量多是一件好事,因为雌鱼对生态系统的影响最大。”

有人提出了另一种策略,涉及对鱼的基因进行控制,使雌性只生雄性后代。“这个想法是为了减少人口的生育能力。我们的研究表明,这种策略可能是双重有益的,从长远来看会导致种群数量减少,同时也会在短期内造成更多的雄性偏多的种群,而对生态的影响则不那么严重,”Palkovacs说。

除了对食蚊鱼管理的实际意义之外,这项研究还强调了一个可能在自然界普遍存在的重要现象。“性别二型性非常普遍,性别比例的变化也是如此。这不仅仅是一种食蚊现象。

为了进行这项实验,研究人员在UCSC的Long Marine实验室的水平场地上设置了一排大型储罐。他们从附近的池塘收集沉淀物和浮游生物,在每个容器中建立一个小型的淡水生态系统。食蚊鱼是从加利福尼亚蚊虫病媒控制区获得的,按性别分类,以五种不同的性别比例放入鱼缸,外加无鱼参考处理。

鸟网把可能捕食鱼类的鸟类和哺乳动物挡在外面,但允许自然产生的昆虫和两栖动物在鱼缸里产卵。在实验中,两栖动物在所有的处理方法中都产卵,但只在没有蚊子的容器中发现了小的两栖动物(蝌蚪)。

食蚊鱼对当地生物多样性的危害已被广泛研究。性别比例可能在这方面发挥重要作用,尽管还需要在自然环境中进行更多的研究,以了解野外性别比例变化的影响,“在所有其他自然变化中,”Palkovacs说。

除了Fryxell和Palkovacs,论文的合著者还包括UCSC研究生Travis Apgar、Heather Arnett和缅因大学的Michael Kinnison。这项工作由国家科学基金会、加州大学圣克鲁斯分校和缅因州农业和森林实验站资助。

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