在2013年,海星消亡综合症大幅削弱了北美西海岸及加利福尼亚蒙特雷半岛上的皮萨斯特(Pisaster)种群,本文就是在该地区进行的研究。橙色和紫色的海星在岩石潮间带上对贻贝有着强烈的捕食欲望。在这种凶猛的海星不再游荡的情况下,贻贝种群迅速增长,覆盖范围从大约5%在三年内扩展到超过18%。在海星死亡后,贻贝成为海獺的重要猎物,揭示了相邻的岩石潮间带和巨藻森林生态系统之间的惊人联系。对这一现象的新研究显示,某一生态系统中的关键捕食者(皮萨斯特)的消失会对另一个生态系统(海獺)产生影响,从而连接生态系统。
由蒙特雷湾水族馆主导的新研究揭示了沿海生态系统中的意外连锁效应:一种海洋捕食者的崩溃可以惠及另一种捕食者。今天在《科学进展》期刊上发表的研究表明,由于海星消亡事件,土黄色海星(通常称为皮萨斯特·奥克列斯,Pisaster ochraceus)的群体大规模死亡导致了贻贝的繁荣——为海獺提供了意想不到的猎物盛宴。
“我们的研究表明,某一生态系统中捕食者的消失可以在另一个生态系统中引发冲击波,” 主要作者、蒙特雷湾水族馆的研究科学家约书亚·史密斯(Dr. Joshua Smith)说。“这是生态系统之间通过关键捕食在我们之前未曾理解的方式相互连接的一个例子。”
2013年,海星消亡综合症大幅削弱了北美西海岸及加利福尼亚蒙特雷半岛上的皮萨斯特种群,本文就是在该地区进行的研究。橙色和紫色的海星在岩石潮间带上对贻贝有着强烈的捕食欲望。在这种凶猛的海星不再游荡的情况下,贻贝种群迅速增长,覆盖范围从大约5%在三年内扩展到超过18%。在海星死亡后,贻贝成为海獺的重要猎物,揭示了相邻的岩石潮间带和巨藻森林生态系统之间的惊人联系。这项对该现象的新研究显示,某一生态系统中的关键捕食者(皮萨斯特)的消失会对另一个生态系统(海獺)产生影响,从而连接生态系统。
贻贝繁荣惠及海獺
蒙特雷湾水族馆的研究人员观察海獺觅食行为已有数十年。海獺在表面消费猎物,这对于记录它们的饮食和觅食地点至关重要。在皮萨斯特消失后,海獺的贻贝消费量翻了一番,从不足7%增加到近18%的整体饮食中。当地的海獺数量也从过去十年的平均值(2000-2012年)373只增加到2014-2024年的535只,而猎物的富余支撑了这一数量的增加。
海獺在岩石潮间带的贻贝消费增加得到了跨机构岩石潮间带网络(MARINe)的记录——一个进行长期生态系统监测的组织联盟。MARINe小组在蒙特雷半岛的岩石潮间带对四个地点进行了数十年的取样。每次调查,他们记录了海星数量、贻贝覆盖率以及贻贝床从上部潮间带延伸到水边的距离。
“MARINe收集的长期监测数据对确认海星数量下降与贻贝数量增加之间的关系非常关键,”史密斯说。“2013年海星消亡事件是如此突然而剧烈。到2013年底,当地的海星种群几乎已经崩溃。”
“像海星和海獺这样的捕食者对于维持弹性生态系统至关重要。当这些捕食者被移除,一切都会崩溃,”史密斯说。“我们的发现揭示了我们称之为‘关键相互依赖’的现象——捕食者在一个生态系统中的消失不仅影响该特定生态系统,还延伸到相邻的生态系统,甚至使其他捕食者受益。”
从猎物富余到生态不确定性
尽管海獺因贻贝的增加而蓬勃发展,研究人员警告这可能只是暂时的。随着贻贝现在达到海星无法捕食的大小,恢复到先前的平衡可能会非常缓慢——即使在皮萨斯特恢复之后。研究人员推测,海獺在耗尽大量贻贝后,可能会再次改变它们的饮食。
该研究还强调了气候变化如何加剧生态系统变化的影响。就在贻贝种群增加之前,2014年至2016年,东北太平洋发生了有记录以来最大的海洋热浪。在炽热的海水温度中,巨藻森林下降,吃巨藻的海胆数量激增,海獺又将饮食转向了海胆。之后,海獺再次转变——这次转向贻贝,当这一猎物富余在岩石潮间带出现时。
捕食者的多样性增强弹性
这项研究强调了在考虑生态系统和栖息地时,保护工作必须将其视为根本相互连接的系统。
“保护工作很少考虑到相邻生态系统之间的联系,”合著者、美国和加利福尼亚科学水族馆主任阿普里尔·里德伦(Dr. April Ridlon)说。“这项研究的发现表明,捕食者对于实现生态弹性至关重要,而当一个生态系统中的捕食者数量下降时,后果可能会在另一个生态系统中显现。”
随着海洋热浪等气候极端事件的增加,理解一个生态系统的变化如何影响另一个生态系统是制定有效保护策略的关键。
“像海星和海獺这样的捕食者对于维持弹性生态系统非常重要,”合著者及水族馆高级海獺生物学家莉拉尼·孔拉德(Leilani Konrad)说。“我们对于关键相互依赖的发现表明,在一个生态系统中保护捕食者能增强跨越生态系统的弹性并保护生物多样性。”