利用最近化石的贝壳,科学家们发现,由于人类的影响,北亚德里亚海中捕食者和猎物之间的相互作用急剧下降。如果在20世纪中叶停止对亚德里亚海海洋生物的观察,人们或许会以积极的态度看待这种情况。在19世纪末和20世纪初,蜗牛和它们捕食的蛤蜊的种群明显增加,表明生态系统蓬勃发展。
然而,发生了显著变化。捕食者和猎物的种群都大幅下降,一些物种甚至完全消失。这些物种被常见的珊瑚蛤(*Varicorbula gibba*)所取代,该物种在不利环境中能够减缓其新陈代谢。该物种在化石记录中的出现通常意味着对许多其他生物不适合的恶劣环境。
“与之前相比,这种物种的数量和体型都有所增加,主要是由于捕食和竞争的减少,”维也纳大学古生物学教授马丁·祖希因解释道。他与来自斯洛伐克、新西兰、奥地利、意大利和美国的同事们共同发布了一项新研究,强调了亚德里亚海中捕食者/猎物动态的减少。
研究结果为越来越多的证据提供了支持,显示人类活动对该地区海洋生态系统造成了危险的干扰。捕鱼活动增加、底拖网捕捞、养分流失、引入外来物种以及气候变化导致水温上升,深刻改变了意大利海岸某些地区的海洋生物。
“我们在北亚德里亚海的研究表明,这些栖息地中的物种多样性现在远比过去复杂得少。如今,许多地方缺乏捕食者、食草动物和栖息在沉积物上的生物,而其他物种,如沉积物采食者和栖息在沉积物中的动物,则更为普遍,”祖希因继续说道。
为了与陆地环境进行类比,可以将北亚德里亚比作一个高尔夫球场,特点是生物多样性低且营养过剩。祖希因及其团队已经评估了亚德里亚的衰退数年,比较当今生物与在人类影响尚未显现的时期的化石。
这项研究属于保护古生物学,有助于科学家评估生物多样性损失并提出恢复自然栖息地的方法。
这项研究的作者们有一个独特的机会深入探索。不仅仅检查数量和物种的减少,他们还调查了物种之间的相互作用是否也受到了影响。这个调查在大多数化石中往往是具有挑战性的。虽然像咬痕这样的物理证据可以表明古代捕食者和猎物之间的相互作用,但这种化石很少被发现,并且在发现时很难与特定动物类型联系起来。
然而,海底环境是一个显著的例外。拥有外壳的海洋无脊椎动物与能够钻入这些贝壳的捕食者共存了数亿年。海洋蜗牛、蠕虫甚至章鱼都有适应性,可以磨碎和打破这些贝壳。
“某些蜗牛具有专门的器官,产生酸以削弱贝壳中的碳酸钙,从而促进钻孔过程,”共同作者、佛罗里达自然历史博物馆无脊椎动物古生物学汤普森座椅教授米哈伊尔·科瓦列夫斯基指出。
留下的圆形穿孔作为指标,使科学家能够量化捕食水平。
研究人员从两个区域收集了样本:一个在亚德里亚的西北角在波河入海口,另一个在东北的的里雅斯特湾。在这两个地点,他们使用长的圆柱形管提取了沉积物岩芯。顶部的层含有比深层岩芯中找到的更年轻的沉积物。
这两个地点展现了相似的模式。捕食者和猎物的种群以及钻孔频率在19世纪中叶之前保持稳定,随后三者都有显著增加。祖希因将这一短暂的活动高峰归因于意大利工业发展的早期阶段。
“营养水平的适度增加可以使生态系统受益,”他说。
不幸的是,这段改善时期并不长。亚德里亚海的营养过剩导致过度藻类生长,这些藻类死后沉积在海底。分解这些有机物质的细菌耗尽了可溶氧,窒息了邻近的海洋生物。“情况变得无法控制,整个系统崩溃了,”祖希因表示。
有趣的是,这些低氧事件,称为富营养化,并没有对所有事物产生负面影响。科瓦列夫斯基指出这可能使常见的珊瑚蛤受益。“与它们的竞争者相比,这些蛤蜊更能在低氧环境中存活,并能迅速繁殖。”
珊瑚蛤似乎对钻孔捕食者的食物吸引力也较小。它们的贝壳上虽然有钻孔,但速度低于其他物种。凭借其主要的限制在于食物摄入能力,珊瑚蛤在北亚德里亚的营养不足水域中繁荣发展。
然而,一个更严重的问题即将出现——气候变化正在使亚德里亚海升温,导致水层的分层加剧。这种现象发生在较暖的表层水与下面较冷的水混合较少,阻碍氧气向更深处的分配。在已经遭受富营养化困扰的地区,这些问题可能会加剧。
尽管面临这些挑战,祖希因相信有一线希望。正在实施的措施旨在减少流入意大利河流的污染,并且在波河三角洲的一个地区的研究结果显示钻孔频率略有上升。然而,祖希因警告说,恢复工作将是复杂的,推迟的时间越长,挑战只会越大。
“环境退化的代价沉重。失去的对生活质量的影响是不可估量的,无法轻易用货币来量化。”