正如一位睿智雄狮般的君主曾经说过，“你所看到的一切都以一种微妙的平衡共存。作为国王，你需要理解这种平衡[？]我们都在伟大的生命之环中相互联系。”
但如果这个圆圈更像椭圆形呢？如果每个物种的重要性不再一样，而是几乎都依赖于其中一两个物种呢？那么，你就有了一个关键物种。
什么是关键物种？
人类喜欢把自己视为操纵周围环境的大师——事实上，很少有动物在影响世界方面有如此雄心勃勃的野心。我们在曾经是荒野的地方建造城市；我们可以改变河流方向，提高全球海平面；我们甚至可以为了一点小事就消灭整个物种。
所以可以肯定，也许我们在这方面做得最好（）但我们绝不是孤单一人。
斯坦福大学霍普金斯海洋站生物学家拉里·克劳德说：“这几乎是奥威尔式的：有些物种比其他物种更平等。”国家地理。“从生态系统的结构来看，有些物种比其他物种更重要。”
“关键物种”的概念可以追溯到 20 世纪 60 年代，当时刚刚起步的生态学家罗伯特·潘恩 (Robert Paine) 决定将一群海星扔进太平洋。
不，真的。发育生物学家、作家、威斯康星大学麦迪逊分校分子生物学和遗传学教授、霍华德休斯医学研究所科学教育副总裁肖恩·B·卡罗尔解释说：“潘恩意识到，如果他想了解大自然是如何运作的——调节动物种群的规则——他就必须找到可以干预和打破这些规则的情况。”在他 2016 年出版的书中 塞伦盖蒂规则：探索生命如何运作及其重要性。
“在捕食者角色这一特定案例中，他需要一个环境，在那里他可以移除捕食者并观察会发生什么 —— 这后来被称为‘踢它看看’生态学，”他写道。“因此，就有了投掷海星的想法。”
在接下来的一年里，潘恩经常远离海岸某处的岩石，连锁反应十分明显。没有了五足捕食者来捕食它们，当地的藤壶和蜗牛种群数量激增；四种另一方面，帽贝和石鳖等物种则基本消失，当地的帽贝和石鳖物种更是完全灭绝。
与佩恩留下的天然海星状态的相邻露头相比，岩石周围的生物多样性减少了一半。而且，受害的物种甚至不仅限于食物链中低于海星的物种：当地的海葵和海绵种群也减少了，尽管它们与被抛弃的海星没有明显的生态联系。
正是这项实验以及在新西兰和阿拉斯加进行的类似实验，巩固了潘恩提出的“关键物种”概念——相对于其种群而言，这些物种对周围环境的影响极高。如果消除关键物种，整个生态系统就会失去平衡；在最好的情况下，生态系统将被迫迅速适应新物种或入侵物种占领栖息地，而在最坏的情况下——嗯，在最坏的情况下，生态系统可能完全不复存在。
哪些物种是关键的？
鉴于它们的重要性，你可能会对哪些物种真正有资格获得关键物种地位感到惊讶。不列颠哥伦比亚大学的社区生态学家黛安·斯里瓦斯塔瓦告诉记者：“公众对关键物种的看法是，它们是大型陆地哺乳动物。”广达杂志今年早些时候。
“但实际上，它们中的大多数都不是，”她解释道。“大多数关键物种都是水生的。它们中的许多都不是捕食者。还有相当多的无脊椎动物。”
那么，我们如何确定哪些物种是关键物种呢？这个问题并不像听起来那么简单。事实上，自 20 世纪 90 年代以来，一些生态学家开始担心这个术语过于模糊，几乎毫无意义。下面是潜在关键物种的范围有多广：一次分析去年的研究调查了过去 50 年左右的 150 多项研究，得出结论，至少有 230 种不同的物种在某个时期被标记为关键物种。
俄勒冈州立大学社区生态学家 Bruce Menge 曾在佩恩的研究生时期对其进行研究，他告诉 Quanta：“问题在于，研究人员在指定其研究的生物体为基石时，并没有制定标准。任何人都可以自由地建议、争论或推测他们的物种是基石。”
不过，有些物种仍是明显的例子。例如，已被描述作为“大陆规模的自然力量，并在一定程度上塑造了美国人在其上建立社区的土地？”——对于曾经濒临灭绝的啮齿动物来说，这已经很不错了。
为什么？因为它们的水坝：通过建造这些标志性的基础设施，动物们可以重塑景观变成繁荣的湿地生态系统，创造水禽栖息地并鼓励青蛙、鱼和无脊椎动物的种群数量。
斯特灵大学淡水科学教授尼格尔·威尔比说：“海狸湿地非常独特。”2023 年的 BBC。“任何人都可以建造池塘，但是海狸建造的池塘对生物多样性来说却是极好的，部分原因是这些池塘很浅，到处都是枯木，而且海狸通常会在池塘里吃植物、挖运河、修水坝、建造小屋等。”
“基本上，海狸擅长创造我们无法比拟的复杂湿地栖息地。”
其他关键物种则不那么引人注目。加州大学戴维斯分校生态学博士生伊莎娜·舒克拉和她的同事利用一种旨在将物种分类为相关集群的分析技术，分离出了五种不同类型的关键物种：有些物种，比如海狸，是小型哺乳动物改造环境的专家；有些物种，比如鲨鱼或狼，由于它们作为大型捕食者的角色而很重要，它们将人类视为在科学界真正出名作为其生态系统的“恐惧景观”。
但其他三类关键物种——食物链中段的物种，如欧洲鲱鱼或大头鱼；生态位填充者，如蜜蜂；以及研究人员所称的“较小、较低级别的无脊椎动物消费者”，如海胆或菜粉蝶——不太可能成为头条新闻。这就是问题所在。
舒克拉告诉 Quanta：“我们已经确定了一大批未必得到保护行动或保护关注的基石。但我们可以看到，它们对我们的生态系统至关重要。”
如果关键物种灭绝了会发生什么？
根据定义，关键物种对其生态系统具有巨大影响。那么，如果一个物种消失了，会发生什么呢？
实际上，我们不需要为此发挥太多想象力——我们手头有一个现成的例子。一旦世界上分布最广的哺乳动物几个世纪以来，人类的干扰已导致灰狼在其许多原始栖息地濒临灭绝或完全灭绝。
我们现在才开始全面了解这种关键物种消失所造成的影响——事实上，正是由于它们在黄石等地的恢复和重新引入，我们才认识到它们对生态系统的重要性。
例如，蒙大拿大学专门研究环境伦理的哲学教授克里斯托弗·普雷斯顿 (Christopher J. Preston) 在 2023 年发表的一篇文章中写道：“狼施加影响力的一种方式是捕食郊狼，这会在整个系统中产生连锁反应。”对话。“郊狼数量减少意味着啮齿动物数量增多，这反过来意味着猛禽的狩猎成功率会更高。”
同样地，他解释说，“当狼出现时，麋鹿会避开某些区域，从而导致生态变化从上而下。植被可以恢复，这反过来又可能使其他物种受益。”
这些强烈的自上而下的影响被称为“营养级联”，它们可能比你想象的要复杂得多。事实上，狼的存在可以引发人类地球工程师梦寐以求的变化：根据一项 2016 年的研究，将犬科动物重新引入北美所有北方森林每年可减少向大气排放的碳量高达 9900 万吨。研究人员指出，这相当于完全减少 7100 万辆汽车上路。
事情是这样的：这就是一关键物种？幸运的是，我们能够将其从边缘拯救回来。但有多少其他生态系统已经永远失去了是否因为人类的过度干预？多少是？
卡罗尔写道：“全球各地都发现了营养级联，狼、狮子、鲨鱼、土狼、海星和蜘蛛等关键捕食者在其中塑造着群落。由于大型捕食者的监管作用最近受到重视，过去一个世纪大型捕食者的消失引起了埃斯蒂斯、潘恩和许多其他生物学家的深切关注。”
“当然，今天有一种捕食者比其他捕食者更有影响力，”他警告说。“我们创造了一种特殊的生态环境，我们是所有栖息地的顶级捕食者和顶级消费者。”“人类无疑是主导地位的基石，如果规则不被理解，全球生态系统继续恶化，人类将成为最终的输家，”潘恩说。唯一能规范我们的物种就是我们自己。”
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