Beyond aquatic and terrestrial: a multitaxon, large-scale perspective reveals the distinct biodiversity of non-perennial rivers
通过一项利用环境DNA进行的跨分类群大规模分析，本研究表明，非常年性河流拥有不同于常年性河流和陆地土壤的独特且多样化的生物群落，挑战了将其仅视为过渡系统的观点，并凸显了它们在全球生物多样性中的关键作用。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
河流常被想象成在景观中切割出的永久性、流动的生命之脉，但世界上很大一部分河流网络并非如此。这些是非季节性河流（non-perennial rivers），其特征是在流水与完全干涸之间切换。几十年来，科学家和环保人士几乎只关注那些全年流动的河流，将干涸的河流视为其湿润近亲的退化版本，或者仅仅视为等待被填补的空白空间。这种观点导致我们在全球生物多样性的理解上出现了巨大的鸿景。如果我们只看水，就会错过在水流消失后依然在泥土中繁衍的生命，以及那些仅存在于水流来去之间的独特群落。要真正了解地球水系的健康状况，我们必须观察整个循环过程——从奔腾的溪流到干涸的河床，再到河岸边的土壤。
一个庞大的国际研究团队致力于通过对非季节性河流进行前所未有的规模化研究，来重写这一篇章。他们前往了分布在五个大洲、14个国家、涵盖从温带森林到干旱沙漠的58对河流样点。在每个地点，他们将一条全年流动的河流与附近一条季节性干涸的河流进行配对。他们不仅观察了水，还在两个截然不同的时刻检查了河床沉积物和河岸土壤：即非季节性河流处于流动状态时以及干涸状态时。为了捕捉生命的完整图景，他们使用了一种被称为环境DNA（eDNA）元条形码技术的方法。这种技术涉及采集少量的土壤或沉积物样本，并读取那里曾经存在过的所有生物留下的遗传密码，从微小的细菌、真菌到微小的蠕虫和较大的昆虫。他们还使用了传统的网具和陷阱来计数肉眼可见的动物，以确保能将新的遗传数据与我们已知的关于大型生物的数据进行对比。
研究结果挑战了长期以来认为干涸河床是荒芜之地或仅仅是永久性河流劣质版本的观点。当非季节性河流流动时，它们所支持的生命多样性与永久性河流不相上下。事实上，对于某些类群，如真菌和单细胞生物（原生生物），干涸的河流甚至比永久性河流拥有更多的多样性。然而，当水消失时，故事发生了变化。研究人员发现，干涸河床中的生命并不简单地转化为附近森林土壤中的生命，也并未就此消失。相反，干涸的河床孕育了它们自己独特的群落。这些群落不仅仅是水生生物和陆生生物的混合体；它们是独特的集合体，通过重新组织自身，以适应这种既非完全水生也非完全陆生的栖息地。
不同类群的生命对干涸的反应各异。细菌和古菌等微观世界保持着惊人的稳定性，无论河流是湿润还是干涸，其变化都很小，并且始终占据着水域与土壤之间的中间地带。真菌也展现出一种独特的模式，它们在干涸的河床中茁壮成长，并形成了既区别于流动水域又区别于周围陆地的群落。相比之下，研究人员用肉眼可见的较大动物（如昆虫和蜘蛛）则遵循着更为可预测的路径。当水流涌动时，这些群落看起来像是典型的河流生命；当水消失时，它们几乎完全被陆生物种取代，有效地从一种水生状态转变为陆生状态。这表明，虽然某些生命形式足够灵活，能够度过这种变化，但另一些生命形式则被迫进行彻底的更替。
这项研究还揭示了气候在这些生态系统行为中起着至关重要的作用。在温暖干燥的地区，干涸河床中的群落与永久性河流及周围土壤的区别变得更加显著。气候越严酷，干涸河床就越能发展出其独特的特征，从而进一步偏离标准的水域与陆地模式。这意味着随着世界变得越来越热、越来越干，这些临时性河流可能会变得更加专业化，孕育出与永久性水道或相邻森林都截然不同的生命形式。
这项研究迫使我们转变对河流网络的看法。非季节性河流不仅仅是永久性河流的残缺或临时版本；它们是复杂的、动态的生态系统，本身就支持着高度的生物多样性。它们不仅仅是生命等待水流回归的过渡地带，更是产生独特生物群落的活跃栖息地。通过忽视这些河流的干涸阶段，科学家们一直忽略了地球生物多样性的重要组成部分。这项研究表明，为了真正保护河流生态系统，我们必须在整个生命周期内对其进行监测，承认干涸的河床是一个至关重要的、充满活力的空间，拥有其自身的规则与居民。
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