正如一位睿智的獅子君主曾經說過的那樣：“你所看到的一切都存在於一種微妙的平衡中。作為國王，你需要理解這種平衡[……]我們在偉大的生命循環中都是相互聯繫的。”
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但如果那個圓圈更像是……橢圓形呢？如果不是每個物種都與其他物種一樣重要，而是它們幾乎都只依賴一兩個物種呢？好吧，那麼你就會有一個關鍵物種。
什麼是關鍵物種？
人類喜歡將自己視為操縱周圍環境的大師——確實，很少有動物在影響世界方面有如此雄心勃勃的雄心。我們在曾經荒野的地方建造了城市；我們可以改變河流並提高海平面；我們殺死整個物種只不過是為了地獄而已。
所以當然，也許我們是最擅長的（）。但我們絕不孤單。
斯坦福大學霍普金斯海洋站的生物學家拉里·克勞德表示：“這幾乎是奧威爾式的：有些物種比其他物種更平等。”國家地理。 “就生態系統的結構而言，是的，有些物種比其他物種更重要。”
“關鍵物種”的概念可以追溯到 20 世紀 60 年代，當時初出茅廬的生態學家羅伯特·潘恩 (Robert Paine) 決定將一群海星扔進太平洋。
不，真的。威斯康星大學麥迪遜分校分子生物學和遺傳學教授、霍華德休斯醫學研究所科學教育副院長、發育生物學家、作家肖恩·B·卡羅爾 (Sean B Carroll) 解釋說：“潘恩意識到，如果他想了解自然是如何運作的，也就是調節動物種群的規則，他就必須找到可以乾預和打破這些規則的情況。”在他 2016 年的書中 塞倫蓋蒂規則：探索生命如何運作及其重要性的探索。
“在捕食者角色的具體情況下，他需要一個可以消除捕食者並觀察發生了什麼的環境——後來被描述為‘踢它看看’生態，”他寫道。 “因此，海星投擲。”
在接下來的一年裡，潘恩經常投擲遠離海岸某一地區的岩石，連鎖反應是顯而易見的。由於沒有五足捕食者的捕食，當地的藤壺和蝸牛數量激增。四種另一方面，大部分已經消失，而當地的帽貝和石鱉物種也完全消失了。
與潘恩留下的自然海星狀態的鄰近露頭相比，岩石周圍的生物多樣性減少了一半。傷亡甚至不僅限於食物鏈中海星以下的物種：當地海葵和海綿的數量也有所減少，儘管與被甩掉的海星沒有明顯的生態聯繫。
正是這一點，以及在新西蘭和阿拉斯加進行的類似實驗，鞏固了潘恩所謂的“關鍵物種”的概念，即相對於其種群而言，對周圍環境施加極高影響的物種。移除一個關鍵物種，整個生態系統就會失去平衡；最好的情況是，它將被迫迅速適應新的或入侵物種佔領棲息地，而最壞的情況——好吧，最壞的情況是，生態系統可能完全不復存在。
哪些物種是基石？
考慮到它們的重要性，您可能會對哪些物種真正符合基石地位感到驚訝。不列顛哥倫比亞大學的群落生態學家黛安·斯里瓦斯塔瓦 (Diane Srivastava) 表示：“公眾對關鍵物種的看法是，它們是大型陸生哺乳動物。”廣達雜誌今年早些時候。
“但實際上，大多數都不是，”她解釋道。 “大多數關鍵物種都是水生的。其中許多不是掠食者。有大量的無脊椎動物。”
那麼我們如何確定哪些物種算數呢？這並不是一個聽起來那麼簡單的問題，事實上，自 20 世紀 90 年代以來，一些生態學家開始擔心這個術語過於模糊，幾乎毫無意義。為了讓您了解潛在關鍵物種的範圍有多大：一項分析從去年開始調查了過去 50 年左右的 150 多項研究，得出的結論是至少有 230 個不同的物種在某個時候被標記為基石。
“問題在於，研究人員在將他們的研究有機體指定為基石時沒有遵循任何標準，”俄勒岡州立大學的社區生態學家布魯斯·門格（Bruce Menge）告訴廣達，他是潘恩的研究生。 “任何人都可以自由地提出、爭論或推測他們的物種是一個基石。”
儘管如此，一些物種仍然是突出的例子。以海狸為例，已被描述“不亞於大陸規模的自然力量，在一定程度上塑造了美國人建立社區的土地”——對於曾經瀕臨滅絕的囓齒動物來說，這還不錯。
為什麼？由於它們的水壩：通過建造這些標誌性的基礎設施，動物可以真正重塑景觀融入繁榮的濕地生態系統，創造水禽棲息地鼓勵青蛙、魚類和無脊椎動物的繁殖。
“海狸濕地非常獨特，”斯特靈大學淡水科學教授奈傑爾·威爾比告訴我們BBC 2023 年。 “任何人都可以建造池塘，但海狸為生物多樣性創造了非常好的池塘，部分原因是它們很淺，到處都是枯木，而且通常被海狸以植物為食、挖掘運河、修復水壩、建造小屋等弄亂。”
“基本上，海狸擅長創造我們無法比擬的複雜濕地棲息地。”
其他關鍵物種就沒那麼迷人了。加州大學戴維斯分校生態學博士生 Ishana Shukla 和她的同事使用一種旨在將項目分類到相關集群中的分析技術，能夠分離出五種不同類型的基石：有些是小型哺乳動物的地球化專家，例如海狸；有些是小型哺乳動物的地球化專家；有些是像海狸一樣的小型哺乳動物。有些動物，如鯊魚或狼，由於它們作為大型掠食者的角色而很重要，它們強加了在科學界真正眾所周知作為生態系統中的“恐懼景觀”。
但其他三種類型的關鍵物種——食物鏈中間的物種，如歐洲鯡魚或牛頭魚；生態位填充者，如蜜蜂；研究人員所說的“較小、低級無脊椎動物消費者”，例如海膽或菜粉蝶，不太可能成為頭條新聞。這是一個問題。
“我們已經確定了一系列不一定會得到保護行動或保護關注的關鍵點，”舒克拉告訴廣達。 “但我們可以看到它們對我們的生態系統非常重要。”
如果關鍵物種滅絕會發生什麼？
根據定義，關鍵物種對其生態系統具有巨大影響。那麼，如果一個人消失了怎麼辦？
我們實際上不需要對此使用太多想像力——我們手頭有一個現成的例子。一旦世界上分佈最廣的哺乳動物幾個世紀以來的人類干擾已使灰狼在其許多原始棲息地幾近或完全滅絕。
這種關鍵物種的消失所產生的影響我們現在才開始完全理解——實際上，由於它們在黃石公園等地的恢復和重新引入，我們才看到它們對生態系統的重要性。
例如，蒙大拿大學專門研究環境倫理學的哲學教授克里斯托弗·J·普雷斯頓 (Christopher J. Preston) 在 2023 年發表的一篇文章中寫道，“狼施加影響的一種方式是捕食土狼，這會在整個系統中產生連鎖反應”。對話。 “土狼越少，囓齒類動物就越多，這反過來又意味著猛禽的狩獵成功率更高。”
同樣，“當狼在附近時，麋鹿會避開某些區域，從而導致自上而下的生態變化，”他解釋道。 “植被可以恢復，這反過來可能有利於其他物種。”
這些強烈的、自上而下的效應被稱為“營養級聯”——它們可能比你想像的要復雜得多。事實上，狼在一個地區的存在可能會引發人類地球工程師只能夢想的變化：根據2016 年一項研究，在所有北美北方森林中重新引入犬科動物每年可以減少釋放到大氣中的碳量高達 9900 萬噸。研究人員指出，這相當於完全減少道路上行駛的 7100 萬輛汽車。
事情是這樣的：這就是結果一關鍵物種——值得慶幸的是，我們能夠將其從瀕臨滅絕的邊緣救回來。但有多少其他生態系統已經被永遠失去了感謝人類的過度擴張？多少是？
卡羅爾寫道：“全球各地都發現了營養級聯，狼、獅子、鯊魚、土狼、海星和蜘蛛等主要捕食者在這裡形成了群落。” “由於它們的調節作用得到了新的認識，大型捕食者在過去一個世紀的消失讓埃斯蒂斯、潘恩和許多其他生物學家深感擔憂。”
“當然，今天，一種掠奪者的影響力比其他任何掠奪者都大，”他警告說。 “我們創造了非凡的生態環境，在所有棲息地中，我們都是頂級捕食者和頂級消費者。潘恩說，‘人類無疑是主導性的基石，如果不理解規則，全球生態系統繼續惡化，人類將成為最終的失敗者。’唯一能夠規範我們的物種就是我們自己。”
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