昆蟲食物鏈發生連鎖反應氣候變化帶來的一種混亂後果
新的研究深入探討了全球變暖對生態系統的潛在影響,以及它如何可能破壞新物種的發展。在全球範圍內,新的物種不斷出現,因為獨立的生物群體在不同的路徑上分支和進化。但是,當氣候變化成為這個複雜方程中的一個變量時,會發生什麼?
這就是紐約州立大學賓漢姆頓大學生物科學助理教授Thomas HQ Powell和他的實驗室在最近發表於《生態學通訊》的一篇論文中試圖回答的問題。
19世紀50年代,蘋果蛆蠅–一種主要的農業害蟲–開始在哈德遜谷分化為兩個種群。一個繼續生活在該地區本土山楂樹的果實上。另一個則轉向了新的食物來源:最初由英國殖民者引入北美的蘋果樹。
“發現這個的昆蟲學家實際上與達爾文通信,說它有可能是物種起源的一個實時例子。直到該系統在20世紀末被研究人員重新拾起,我們才發現他是對的,”鮑威爾說。
山楂樹比蘋果樹晚三到四周結果,導致兩個種群的繁殖計劃發生變化。這反過來又對以蛆蠅為食的幾種寄生蜂產生了影響,表明了支撐生態系統的微妙平衡。
在他們的實驗中,研究人員在與過去10年氣候數據的季節性平均值相匹配的條件下,以及在預測未來50到100年的更溫暖的條件下,飼養了以蘋果和山楂為主的蒼蠅和寄生蜂種群。鮑威爾指出,這些結果對昆蟲的生物多樣性有重要影響。
紐約州立大學賓漢姆頓大學生物科學助理教授Thomas HQ Powell
儘管在同一地點,這兩個蒼蠅種群以截然不同的方式對這種溫度變化作出反應。居住在山楂樹上的蒼蠅似乎有更大的彈性,可能是由於更多的遺傳多樣性。蘋果蠅的生命週期與它們的宿主植物脫節,使它們的生存變得脆弱–可能停止了物種形成的過程。
然而,寄生蜂的生命週期並沒有受到高溫的影響–如果它們與作為它們食物來源的生命週期脫節,可能會帶來可怕的後果。
自然適應可能能夠在被破壞的系統中長期恢復一些平衡,但對快速進化有很大的限制。例如,棲息地往往更小、更分散,限制了生物體應對不斷變化的壓力所需的遺傳變異性的數量。
Powell說:”這不僅僅是氣候變化通過這種經典的物種進化故事的潛在崩潰而擾亂了進化,而且蒼蠅的快速進化與它們對氣候變化的敏感程度有很大關係。因此,如果我們發現這些未來條件的影響可能是完全不同的,即使是來自同一棲息地的相同的蒼蠅,僅僅從19世紀就開始進化,我們可能會看到在未來幾十年裡昆蟲群落的生態時間普遍混亂。”