壞消息:海洋變暖使海洋寄生蟲數量減少
超過100年的保存魚類標本提供了一個獨特的視角來觀察寄生蟲數量隨時間變化的趨勢。華盛頓大學的一項研究顯示,從1880年到2019年,魚類寄生蟲的數量減少,在這一時期,它們的棲息地普吉特海灣(美國大陸第二大河口)經歷了明顯的變暖。
這些單基因蠕蟲(Microcotyle sebastis)是從伯克博物館的華盛頓大學魚類藏品中保存的銅岩魚標本的鰓部解剖出來的
最近發表在《國家科學院院刊》上的一項研究表明,寄生蟲可能極易受到氣候變化的影響,這是世界上最大和最長的野生動物寄生蟲數量記錄。
來自伯克博物館的華盛頓大學魚類收藏的一罐液體保存的魚類標本。這些魚是1991年在胡德運河收集的。
“人們普遍認為,氣候變化將導致寄生蟲的繁榮,隨著世界變暖,我們將看到寄生蟲爆發的增加,”主要作者、華盛頓大學水產和漁業科學副教授Chelsea Wood說。”對於一些寄生蟲物種來說,這可能是真的,但是寄生蟲依賴於宿主,這使得它們在一個不斷變化的世界中特別脆弱,因為宿主的命運正在被重新洗牌。”
雖然有些寄生蟲只有一個宿主物種,但許多寄生蟲在宿主物種之間旅行。卵在一個宿主物種中攜帶,幼蟲出現並感染另一個宿主,成蟲可能在第三個宿主中達到成熟,然後產卵。
這條銅平鲉(Sebastes caurinus)於1964年在普吉特海灣採集。該研究包括八個魚種,發現隨著時間的推移,寄生蟲的數量急劇下降。
對於在其生命週期中依賴三個或更多宿主物種的寄生蟲–包括在該研究的普吉特海灣魚類中發現的一半以上的寄生蟲物種–對歷史魚類標本的分析顯示,其豐度每十年平均下降11%。在到1980年完全消失的10個寄生蟲物種中,有9個依賴三個或更多的宿主。
“我們的結果顯示,有一個或兩個宿主物種的寄生蟲保持相當穩定,但有三個或更多宿主的寄生蟲崩潰了,”伍德說。”下降的程度很嚴重。如果它發生在人們關心的物種類型中,如哺乳動物或鳥類,或將引發保護行動。”
華盛頓大學魚類收藏館是一個由國家支持的設施,收藏了30多萬條成年魚類標本。左邊的罐子裡有1952年採集的鯡魚(Clupea pallasii)。資料來源:Katherine Maslenikov/華盛頓大學伯克博物館
雖然寄生蟲激發了人們的恐懼或厭惡–特別是對於那些將它們與自己、孩子或寵物的疾病聯繫在一起的人來說–但結果對生態系統來說是令人擔憂的消息,伍德說。
伍德說:”寄生蟲生態學確實處於起步階段,但我們知道的是,這些複雜的生命週期的寄生蟲可能在通過食物網推送能量和支持頂級捕食者方面發揮了重要作用。”她是2020年報告的作者之一,該報告為寄生蟲制定了保護計劃。她也是第一批使用新方法復活過去的寄生蟲種群信息的研究人員之一。哺乳動物和鳥類是用標本保存的,它只保留皮膚、羽毛或皮毛上的寄生蟲。但魚類、爬行動物和兩棲動物的標本是保存在液體中的,這也保留了動物死亡時在體內的寄生蟲。
一位研究人員打開已經檢查過寄生蟲的保存的魚類標本。這項研究包括八個魚種和699個魚標本,產生了17000多個寄生蟲。
這項研究的重點是自然歷史博物館幕後收藏中常見的八個魚種。大多數來自於華盛頓大學伯克自然歷史文化博物館的魚類收藏。作者小心翼翼地切開保存的魚類標本,然後對他們在裡面發現的寄生蟲進行鑑定和計數,然後將標本送回博物館。
“這花了很長時間。這當然不適合膽小的人,”伍德說。”我很想把這些魚塞進攪拌機,用基因組技術來檢測它們的寄生蟲的DNA,但是這些魚首先是用一種會粉碎DNA的液體保存的。所以我們所做的只涉及經典的寄生蟲學。”
在他們發現的多細胞寄生蟲中,有節肢動物,或有外骨骼的動物,包括甲殼類動物,以及伍德描述的”令人難以置信的華麗的絛蟲”:Trypanorhyncha,其頭部有覆蓋著帶有鉤子的觸手。總的來說,研究小組從699個魚類標本中統計了85種類型的17259個寄生蟲。
太平洋鯡魚(Clupea pallasii)標本在伯克博物館的華盛頓大學魚類收藏館的架子上。這個幕後收藏提供了140年寄生蟲豐度研究中使用的大部分標本。
為了解釋寄生蟲的減少,作者考慮了三個可能的原因:宿主物種在普吉特海灣的豐富程度;污染程度;以及海洋表面的溫度。最能解釋寄生蟲減少的變量是海面溫度,從1950年到2019年,普吉特海灣的溫度上升了1攝氏度(1.8華氏度)。一個需要多個宿主的寄生蟲就像一台精緻的魯布-戈德堡機器。它們為完成其生命週期所面臨的一系列複雜的步驟使它們在沿途的任何時候都容易受到干擾。
“這項研究表明,主要的寄生蟲減少已經發生在普吉特海灣。如果這種情況能在像這個生態系統一樣被研究得很好的情況下發生而不被注意,那麼還有什麼地方可能發生呢?”伍德說。”我希望我們的工作能啟發其他生態學家思考他們自己的重點生態系統,確定正確的博物館標本,並看看這些趨勢是否是普吉特海灣所獨有的,或者是在其他地方也發生的事情。我們的結果引起了人們的注意,寄生物種可能處於真正的危險之中。這對我們來說可能意味著不好的事情–不僅僅是蟲子減少,還有我們已經開始依賴的由寄生蟲驅動的生態系統服務減少。”