為什麼「螃蟹絕不只是螃蟹」?新研究揭示了寄生蟲對生態系統動態的重大影響
一條游弋在北海的鯡魚、一隻在瓦登海上竄來竄去的螃蟹、或一條依偎在珊瑚礁中的小丑魚……生物學家通常用不同物種來概念自然界,每個物種都在全球生態系統錯綜複雜的食物網中扮演著獨特的角色。「但這肯定是過於簡單化的想法,」國家海洋研究所研究員安娜-博恩-托里霍斯及其同事在本月《寄生蟲學趨勢》科學雜誌的封面故事中說。
托里霍斯說:”如果你忽視了生活在動物體內和身上的不同寄生蟲,你可能會對動物的生態學得出非常錯誤的結論。野生捕獲的動物不應被視為單個個體,而應被視為自身的整個生態系統,它們寄生著各種微生物和寄生蟲,幾乎在每個組織中都能找到它們的痕跡。”
新研究揭示了寄生蟲對生態系統動態的重大影響,倡導生態研究範式的轉變,將”寄生蟲組” – 動物的全部寄生蟲納入對動物在生態系統中作用的理解。帶有寄生藤壺(Sacculina carini)黃色囊袋的小螃蟹(Carcinus maenas)。圖片來源:Hans Witte(NIOZ)
寄生蟲的影響
魚類、蟹類、蝸牛和其他動物可能會感染多種寄生蟲。這些寄生蟲包括線蟲、絛蟲、顫蟲、等足類動物,甚至是在魚鰓中度過部分生命的橈足類動物。
托里霍斯說:”這些寄生蟲會以多種不同的方式影響動物的形態、行為和新陳代謝。這樣,這些寄生蟲也會影響動物在當地食物鏈中的位置。”
當博恩-托里霍斯將食物鏈描繪成一個緩慢上升的圖形時,左下角是作為所謂初級生產者的藻類和植物,它們將陽光轉化為”可食用”的能量。圖的右上角是頂級掠食者,例如瓦登海的海豹。
研究人員解釋說:「我們可以透過觀察氮的穩定同位素來確定其他動物在這條線上的位置。因為沿著食物鏈每走一步,該動物氮池中的重同位素就會累積一點,從而顯示出環境中誰在吃誰”。
行為變化
在這篇綜述文章中,研究人員描述了動物的穩定同位素值是如何根據是否感染寄生蟲而有所不同的。
“這是因為寄生蟲可以改變宿主的行為,即使沒有讓宿主真正生病。例如,與未感染寄生蟲的同種小丑魚相比,感染了某種等足類寄生動物的魚在珊瑚礁外的覓食食量少很多。這就反映在動物的化學成分上”。
文章也回顧了過去十年在寄生蟲-宿主相互作用領域所累積的知識。此外,托里霍斯也獲得了著名的瑪麗-斯克沃多夫斯卡-居禮夫人行動博士後獎學金,目前正致力於建立實驗測試,以釐清寄生蟲對宿主的影響。
“例如,我們飼養的螃蟹有的感染了寄生藤壺,有的沒有,這是一種寄生藤壺侵入螃蟹的組織。通過給螃蟹餵食幾週特定的食物,然後再換一種同位素組成不同的食物,我們就能區分寄生蟲感染引起的穩定同位素變化和螃蟹飲食引起的穩定同位素變化。這樣,我們就能找出感染如何影響宿主的新陳代謝,以及這對宿主同位素組成的影響。”
在生物學中,研究動物皮膚和腸道中的微生物(稱為微生物組)已經是一個重要的、公認的科學領域。托里霍斯及其同事認為,現在是時候讓動物身上寄生蟲的整體,即所謂的”寄生蟲組”,也登上研究的中心舞台了。
托里霍斯強調:”如果生物學家和生態學家忽視寄生蟲的影響,他們可能會錯誤地理解食物網。”
編譯來源:ScitechDaily