创新网

当大量动物同时死亡时,可怕的巨变才刚刚开始

创新网 2020-01-14 15:17 出处:原理公众号撰文:BrandonBarton(密西西比州立大学生物科学副教授)AbbyJones(密西西比州立大学生物科学研究生)这是澳大利亚的一场史无前例的野火,它除了导致人类在野火中丧生,还杀死了数以亿计的动物,在彻底终结这场火灾之" /> <meta name="tags" content="生态系统,微生物" /> <meta content="always" name="referrer" /& 编辑:@科技资讯网
来源:原理公众号 撰文: Brandon Barton(密西西比州立大学生物科学副教授) Abby Jones(密西西比州立大学生物科学研究生)

来源:原理公众号

撰文:

Brandon Barton(密西西比州立大学生物科学副教授)

Abby Jones(密西西比州立大学生物科学研究生)

这是澳大利亚的一场史无前例的野火,它除了导致人类在野火中丧生,还杀死了数以亿计的动物,在彻底终结这场火灾之前,这个数字还将继续飙升。

在这场巨大的灾难中,焚烧并不是导致死亡的唯一原因。成千上万的动物逃离了火场,却死在了栅栏和道路上。还有一些或许暂时还能生存,但没有了家园、食物和水,它们可能很快就会败下阵来。

不幸的是,大规模的动物死亡正变得越来越频繁。全球性的变化可能是导致动物大规模死亡事件频发且强度日益渐增的主要原因,这种全球性的变化包括人类造成的气候变化、土地利用、火灾和其他事件。

2015年就出现过这样的情况,反常的高温和潮湿的天气,让一种在普通情况下无害的细菌在短短几周内杀死了哈萨克斯坦的20万只高鼻羚羊。同样,2016年的一次雷击杀死了323头驯鹿;2019年的一场不合时宜的降雨,在驯鹿的食物上留下了一层无法穿透的冰层,直接导致了200头驯鹿同时饿死。在过去的五年里,上万只被饿死的海鸟被冲上阿拉斯加……而这些都只是少数几个最近发生的例子。

那么,如果大量生命同时死亡,会发生什么?

1

死亡事件的实验方法

我们的小组研究的是大规模死亡事件所产生的生态后果。

大规模死亡事件是一项困难的研究,因为它们不可预测,可以发生在世界各地,使得研究非常具有挑战性。即使我们能马上跳上一架飞机,迅速抵达一个遥远的大规模死亡事件的发生地,也不会有关于当地生态系统在此之前是什么样子的数据,所以几乎不可能得出什么结论。

为了克服这一障碍,我们与佛罗里达大学的野生生物学家Marcus Lashley和David Mason展开合作,进行了一项”肮脏”的任务:用数千磅腐肉进行大型实验,来模拟大规模死亡事件。

捕猎者们捐赠了近1.5万磅野猪尸体,用以在俄克拉荷马州模拟大规模死亡事件。| 图片来源:Brandon Barton / 密西西比州立大学

2019年春,我们开始了迄今为止规模最大的实验,在俄克拉荷马州部署了近15吨的动物尸体。我们面临的第一个挑战就是要找到大量且合乎道德的尸体来源。我们找到了一队专业的捕猎者,他们正在清除野猪这种有可能破坏农作物、传播疾病,并对野生动物产生负面影响的入侵物种。这些野猪是出于保育的目的而被捕捉的。与其让它们的尸体白白变成废弃物,我们可以对其加以更好的利用。

我们想知道,越来越多的腐肉是如何以改变生态系统或促进病原体传播的方式影响分解的。在尸体到达之前,我们划分了实验地区,并对那里的原始土壤、微生物、植物、昆虫和野生动物进行了采样。这为我们提供了重要的基线信息,在真实的大规模死亡事件中,这样的信息是无法获取的。

真正的研究是在尸体运来之后才开始的。猪之所以“臭”名远扬是有原因的,而野猪——尤其是数吨的野猪尸体聚集在一起的景象和散发的气味尤为令人难以忘怀。我们小心翼翼地将每具平均重约70磅的尸体放在预定的地点。一些试验区块只被放置了一头猪,以此代表“正常的”死亡事件;还有些试验区块则被放置了10具尸体,以此来代表一次大规模死亡事件。

很快,地上的尸体引来了苍蝇嗡嗡作响,秃鹫在上空盘旋。在头几天,我们监测了尸体的腐烂,这是到目前为止最可怕的一段经历。食腐动物将一些尸体撕碎,将它们拖到附近的森林深处。未被清理的尸体会因为聚集的气体而膨胀,最后数百万只蠕动的蛆会随着爆炸而显露出来。

在此期间,我们记录了分解速率,监测了昆虫和食腐动物,并收集了微生物样本来检测致病细菌。在接下来的几个星期里,微生物、昆虫和食腐动物完成了它们的工作,很快剩下的就只有骨头和皮毛了。我们将会继续对这一实验进行数年监测,以确定大规模死亡对生态系统的长期影响。

在模拟实验中,研究人员对动物尸体进行了监测。| 图片来源:Brandon Barton / 密西西比州立大学

2

许多生命同时死亡会导致什么

我们通过实地、实验室和理论调查发现,大规模死亡事件能以两种一般方式影响生态系统。

首先,伴随着数以百计甚至千计的生命个体从生态系统中消失,它们在环境中的功能和作用也随之消失。

据预计,在澳大利亚的一些地区,多达一半的考拉被大火烧死。而考拉除了是澳大利亚国家的象征以及生态旅游重要资源之外,也是生态系统的重要组成部分,因为它们是为数不多的一种能够消耗和循环利用桉树养分的动物。考拉的大量死亡意味着食物链出现的重大断裂——没有什么东西可以吃桉树了。

同样,一些小型哺乳动物、兔子以及袋鼠的大量死亡意味着像澳洲野狗这样的食肉动物可以狩猎的猎物将所剩无几,它们可能正在如今贫瘠的土地上挣扎着免受饥饿之苦。火灾也会杀死一些不那么有魅力的物种,比如昆虫和蝙蝠,然而它们都是对授粉非常重要的动物,它们的消失可能会给火灾后的植物群落带来挑战。没有了这些动物来完成它们的生态工作,澳大利亚的生态系统将无疑会发生变化。

其次,大规模死亡事件造成的大量腐烂尸体本身也将对环境产生影响。

尽管澳大利亚的一些动物将会被大火吞噬,它们的尸体很快化为灰烬,但那些在火焰之外遭遇厄运的动物还是会经历腐烂。在正常情况下,腐肉会引发食腐动物的聚集,它们会吃掉尸体,并将营养物质循环到生态系统中。

一场对2016年的大规模死亡事件的模拟中,浮现出一条蛆河。| 图片来源:Brandon Barton / 密西西比州立大学

然而,由于袋鼠、考拉和其他大型动物的大量死亡,它们的尸体数量将超过老鹰、澳洲野狗,以及巨蜥(一种爬行动物)等食腐动物的数量。动物的尸体可能不会迅速消失,而是成为细菌和昆虫的滋生地。这是令人担忧的景象,因为其中许多可能是会对人类、野生动物和牲畜造成影响的病原体,而苍蝇可以将这些病原体带到很远的地方。事实上,在之前的实验中,我们模拟的大规模死亡事件就产生了大量的苍蝇,足以覆盖地面上的大片蛆虫。

我们的研究还表明,大规模死亡事件可以通过毒害土壤和重建植物群落而产生长期影响。随着尸体的分解,它们会释放出气体,并将液化的剩余物、酸性体液和土壤吸收的微生物混合在一起。当这种情况大量出现时,包括树木在内的植物就会被这些混合物的毒性杀死。我们尚未发表的数据重复表明,大规模死亡事件会改变土壤微生物组和土壤养分。而这样的影响能持续多久是未知的。

在大规模死亡事件的模拟实验进行了几周后,只有骨头和皮毛被剩下(左)。在分解过程中,渗入土壤的化学物质形成了一个“尸体岛”,杀死了植物和树木(右)。| 图片来源:Abby Jones & Brandon Barton / 密西西比州立大学

3

怎样能帮助生态系统恢复正常

大规模死亡事件对生态系统的影响非常复杂,但在我们研究的众多问题中有一件事是一致的:健康的食腐动物种群可以减少大规模死亡事件的影响。

食腐动物,如秃鹫、郊狼和澳洲野狗是世界上迫害最严重的动物群体,但它们却为生态系统提供了重要的服务。在我们的实验中,当食腐动物出现时,尸体会被迅速吃掉或拖走,从而产生了更少的蛆和苍蝇,进入土壤的化学物质也变得更少,对植物和生态系统的影响也更小。

研究人员用围栏和鸟网来防止秃鹫和郊狼的侵入,以更好地理解食腐动物所扮演的角色,以及失去食腐动物所能导致的后果。| 图片来源:Brandon Barton / 密西西比州立大学

虽然地球的生态系统可能无法避免未来的大规模死亡事件,但一个明显的优先事项是我们要维持所拥有的生物多样性,包括那些清理垃圾的食腐动物。

在澳大利亚,野狗、鹰和巨蜥的数量可能会从这场火灾所提供的大量腐肉中受益。但不幸的是,陡然图增的食腐动物数量可能会导致更多的问题。当腐肉最终消失时,这些数量过多的食腐动物可能会被迫到人口稠密的地区寻找食物,从而导致对人和家畜的攻击,引发冲突。这些火灾所能造成的间接后果是很难预料的。

然而,可以肯定的是,在浓烟散去之后,生态系统将会变得非常不同。

原文标题为“Rotting feral pig carcasses teach scientists what happens when tons of animals die all at once, as in Australia’s bushfires”,于2020年1月10日首发于The Conversation,原文链接:https://theconversation.com/rotting-feral-pig-carcasses-teach-scientists-what-happens-when-tons-of-animals-die-all-at-once-as-in-australias-bushfires-124251,中文内容仅供参考,一切内容以原文为准。

0

精彩评论

暂无评论...
验证码 换一张
取 消