科学家提出濒危物种预警新方法

在一项实验室实验中，研究人员发现了水蚤跨越一道门槛走向灭绝的信号。（图片提供: Paul Hebert）生态学家一直想知道，如何判定一个动物种群何时将走向灭绝。如今，一项新的研究为实现这一目标提供了一个统计学上的警报。并未参与该项工作的美国麦迪逊市威斯康星大学的生态学家Stephen Carpenter指出：“这篇论文是有关早期预警信号的一项重要实验。”这项研究成果基于一项简单的实验室实验，但是如果该技术能够在野外奏效，将有助于土地管理者知道他们需要在什么时候加强保护工作。如今，动物灭绝的主要原因已经很清楚了：栖息地的丧失或退化、外来物种入侵、狩猎以及污染。但是几乎不可能预测是否或者何时一个濒危物种将陷入绝境，即如果不采取任何救助措施，该物种注定将在地球上消失。理论生物学家曾暗示，这一走向灭绝的转折点将会滞后于一个所谓的临界松弛的阶段，这是一个在各种事件之前发生的数学现象，包括过去气候的突然变化。对于濒危物种而言，临界松弛意味着一个种群的数量需要花费较长的时间才能够从小幅的下降中恢复过来。美国雅典市佐治亚大学的生态学家John Drake与哥伦比亚市南卡罗来纳大学的Blaine Griffen于是决定在实验室中寻找临界松弛的信号。Griffen设置了60个小水箱，并在每个水箱中放入了水蚤（Daphnia magna）种群。在让这些水蚤在水箱中生活了几个月后，Griffen通过逐渐减少喂食的蓝绿藻的数量而在一半的水箱中模拟了环境退化的过程。这些缺乏营养的种群于是开始缓慢减少。在过了270天后，它们跨域了一个转折点，并且在1年多一点的时间里死光了。而另外30个接受稳定食物供给的种群尽管在规模上有所起伏，但却一直存活着。 Drake随后对种群规模的趋势进行了分析。Drake和Griffen在9月8日的《自然》杂志网络版上报告说，4个有关丰度的统计学基准在退化的环境中表现出了临界松弛的信号，但是在健康的环境中却没有。在种群跨过转折点走向灭绝之前，这种松弛会持续8代的时间。科利奇帕克市马里兰大学的生物学家William Fagan表示，这项实验提供了临界松弛的“出色的统计学解析”。荷兰瓦赫宁恩大学的Marten Scheffer补充说：“这确实是一篇具有里程碑意义的论文……它提供了被理论所预测的通用早期预警信号的实验证据。”Drake强调，寻找此类预警信号的一个优势就是它并不需要对种群有细致的了解，例如所需栖息地的数量，而只需要一个对照组或种群趋势的基准数据便可。原则上，这将使临界松弛在保护生物学中成为一个更广泛的适用工具。然而Fagan强调，一个大问题是，在现实世界中，这样一种信号是否能够在嘈杂的生态学数据中被探测到，与Drake和Griffen分析的实验室数据相比，种群评估要更为匮乏且更靠不住。（来源：科学时报群芳）