Pollution Inhibits Predation: Differential Impacts of Metal Contaminants on the Functional Responses of Native and Invasive Gammaridae
本研究表明,暴露于真实的金属污染物混合物会抑制本土和入侵钩虾的捕食行为,但入侵物种——血脉钩虾(*Dikerogammarus haemobaphes*)表现出比其同类更高的韧性,这表明污染可能通过赋予耐受性入侵者相对优势,从而差异化地改变入侵影响。
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淡水河流和溪流正遭受着两种截然不同但往往相互交织的威胁:入侵物种的到来以及化学污染的缓慢积累。入侵物种是进入了新环境的动物,它们通常会通过竞争或捕食原本属于那里的本土生物来占据优势。而污染,特别是来自工业和农业释放的金属,则在水中覆盖了一层物质,可能危害其中生物的健康和行为。科学家长期以来一直分别研究这两个问题,但对于当两者发生碰撞时会发生什么,却一直难以理解。是受污染的河流会让入侵捕食者更难狩猎,从而给本土物种提供一线生机?还是污染削弱了本土物种,从而让入侵者获得了更强的优势?为了回答这个问题,研究人员观察了“功能反应”(functional response)这一概念,它简单地描述了捕食者的进食速率如何随着可用猎物数量的增加而变化。它揭示了一个捕食者是一个随着食物变丰富而持续捕食的无情猎手,还是会因为疲劳或吃饱而放慢速度。
在最近的一项研究中,研究人员试图测试一种常见的金属污染物混合物如何影响三种不同类型的淡水虾类生物(即钩虾)的狩猎技能。其中两种是来自黑海-里海地区臭名昭著的入侵物种,而第三种是在英国发现的本土物种。研究团队将这些动物置于含有铜、铝、铁和锰的低浓度混合水中,这种比例模拟了许多受污染欧洲水道的实际情况。随后,他们为这些钩虾提供了两种不同类型的猎物:小型游泳性的水蚤和摇蚊(也称为血虫)的幼虫。通过统计在不同密度下被捕食的数量,研究人员可以精确测量污染是如何改变这些捕食者寻找、捕捉和消耗食物的能力。
结果显示,污染对涉及的所有生物都起到了强大的制动作用。在水质清澈时,入侵物种通常比本土物种表现出更高的狩猎效率,即随着密度的增加,它们会消耗更多的猎物。然而,一旦引入金属,每种生物的狩猎成功率都显著下降。这些动物开始进食的可能性降低了,即使开始进食,摄取的猎物数量也大幅减少。污染似乎干扰了它们的感官或能量,使得狩猎行为变得异常困难。在高度污染的情况下,这种抑制作用如此严重,以至于本土物种基本上不再表现出基于食物可用性的任何狩猎模式;它们仅仅是无法摄入足够的食物来建立某种节奏。
然而,并非每个入侵者的表现都一致。虽然本土物种和其中一种入侵者表现出狩猎能力的剧烈下降,但另一种入侵物种却展现出了令人惊讶的韧性。在低水平污染下,这种特定的入侵者保持了比其他物种更高的进食率,即使在竞争对手挣扎时,它仍能有效地进行狩猎。它设法保持了相对较高的捕食强度,而本土物种和其他入侵者的狩猎效率则出现了崩溃。这表明,并非所有的入侵物种受污染的影响都是同等的。虽然金属的存在通常会削弱食物网,但它可能会在无意中有利于那些更擅长耐受这些化学压力的特定入侵物种。
该研究强调,污染与入侵之间的相互作用非常复杂,且高度依赖于相关物种的具体特征。这并非一个简单的“污染帮助入侵者”或“污染帮助本土物种”的问题,而是根据谁能最好地承受有毒环境来重新洗牌。研究结果表明,在受污染的水域中,本土物种失去竞争食物的能力,不仅是因为入侵者的侵略性,还因为化学环境迟钝了它们的感官并减缓了它们的动作。与此同时,一种耐污染的入侵者可能会继续占据主导地位,以一种在清洁水环境下无法预测的方式改变生态系统。这项研究提供了一个更清晰的图景,展示了人类制造的污染物如何微妙地改变自然法则,可能导致某些入侵物种在其他物种无法生存的环境中茁壮成长,最终改变我们淡水系统的生命平衡。
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