科學家提出瀕危物種預警新法 有助保護工作

封之介

2010年09月10日 08:30   來源：科學時報   群芳

    在一項實驗室實驗中，研究人員發現了水蚤跨越一道門檻走向滅絕的信號。(圖片提供: Paul Hebert)

    生態學家一直想知道，如何判定一個動物種群何時將走向滅絕。如今，一項新的研究為實現這一目標提供了一個統計學上的警報。並未參與該項工作的美國麥迪遜市威斯康星大學的生態學家StephenCarpenter指出：“這篇論文是有關早期預警信號的一項重要實驗。”這項研究成果基於一項簡單的實驗室實驗，但是如果該技術能夠在野外奏效，將有助於土地管理者知道他們需要在什麼時候加強保護工作。

    如今，動物滅絕的主要原因已經很清楚了：棲息地的喪失或退化、外來物種入侵、狩獵以及污染。但是幾乎不可能預測是否或者何時一個瀕危物種將陷入絕境，即如果不採取任何救助措施，該物種註定將在地球上消失。理論生物學家曾暗示，這一走向滅絕的轉捩點將會滯後於一個所謂的臨界鬆弛的階段，這是一個在各種事件之前發生的數學現象，包括過去氣候的突然變化。對於瀕危物種而言，臨界鬆弛意味著一個種群的數量需要花費較長的時間才能夠從小幅的下降中恢復過來。

    美國雅典市佐治亞大學的生態學家JohnDrake與哥倫比亞市南卡羅來納大學的BlaineGriffen於是決定在實驗室中尋找臨界鬆弛的信號。Griffen設置了60個小水箱，並在每個水箱中放入了水蚤(Daphniamagna)種群。在讓這些水蚤在水箱中生活了幾個月後，Griffen通過逐漸減少喂食的藍綠藻的數量而在一半的水箱中模擬了環境退化的過程。這些缺乏營養的種群於是開始緩慢減少。在過了270天后，它們跨域了一個轉捩點，並且在1年多一點的時間裏死光了。而另外30個接受穩定食物供給的種群儘管在規模上有所起伏，但卻一直存活著。

    Drake隨後對種群規模的趨勢進行了分析。Drake和Griffen在9月8日的《自然》雜誌網路版上報告說，4個有關豐度的統計學基準在退化的環境中表現出了臨界鬆弛的信號，但是在健康的環境中卻沒有。在種群跨過轉捩點走向滅絕之前，這種鬆弛會持續8代的時間。科利奇帕克市馬利蘭大學的生物學家William Fagan表示，這項實驗提供了臨界鬆弛的“出色的統計學解析”。

    荷蘭瓦赫寧恩大學的MartenScheffer補充說：“這確實是一篇具有里程碑意義的論文……它提供了被理論所預測的通用早期預警信號的實驗證據。”Drake強調，尋找此類預警信號的一個優勢就是它並不需要對種群有細緻的了解，例如所需棲息地的數量，而只需要一個對照組或種群趨勢的基準數據便可。原則上，這將使臨界鬆弛在保護生物學中成為一個更廣泛的適用工具。

    然而Fagan強調，一個大問題是，在現實世界中，這樣一種信號是否能夠在嘈雜的生態學數據中被探測到，與Drake和Griffen分析的實驗室數據相比，種群評估要更為匱乏且更靠不住。
（責任編輯：徐晶慧）