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2010年09月10日09:07 | 中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號(hào)：T|T

在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)了水蚤跨越一道門檻走向滅絕的信號(hào)。(圖片提供: Paul Hebert)

生態(tài)學(xué)家一直想知道，如何判定一個(gè)動(dòng)物種群何時(shí)將走向滅絕。如今，一項(xiàng)新的研究為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的警報(bào)。并未參與該項(xiàng)工作的美國(guó)麥迪遜市威斯康星大學(xué)的生態(tài)學(xué)家Stephen Carpenter指出：“這篇論文是有關(guān)早期預(yù)警信號(hào)的一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)?！边@項(xiàng)研究成果基于一項(xiàng)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，但是如果該技術(shù)能夠在野外奏效，將有助于土地管理者知道他們需要在什么時(shí)候加強(qiáng)保護(hù)工作。

如今，動(dòng)物滅絕的主要原因已經(jīng)很清楚了：棲息地的喪失或退化、外來(lái)物種入侵、狩獵以及污染。但是幾乎不可能預(yù)測(cè)是否或者何時(shí)一個(gè)瀕危物種將陷入絕境，即如果不采取任何救助措施，該物種注定將在地球上消失。理論生物學(xué)家曾暗示，這一走向滅絕的轉(zhuǎn)折點(diǎn)將會(huì)滯后于一個(gè)所謂的臨界松弛的階段，這是一個(gè)在各種事件之前發(fā)生的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，包括過(guò)去氣候的突然變化。對(duì)于瀕危物種而言，臨界松弛意味著一個(gè)種群的數(shù)量需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能夠從小幅的下降中恢復(fù)過(guò)來(lái)。

美國(guó)雅典市佐治亞大學(xué)的生態(tài)學(xué)家John Drake與哥倫比亞市南卡羅來(lái)納大學(xué)的Blaine Griffen于是決定在實(shí)驗(yàn)室中尋找臨界松弛的信號(hào)。Griffen設(shè)置了60個(gè)小水箱，并在每個(gè)水箱中放入了水蚤(Daphnia magna)種群。在讓這些水蚤在水箱中生活了幾個(gè)月后，Griffen通過(guò)逐漸減少喂食的藍(lán)綠藻的數(shù)量而在一半的水箱中模擬了環(huán)境退化的過(guò)程。這些缺乏營(yíng)養(yǎng)的種群于是開始緩慢減少。在過(guò)了270天后，它們跨域了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并且在1年多一點(diǎn)的時(shí)間里死光了。而另外30個(gè)接受穩(wěn)定食物供給的種群盡管在規(guī)模上有所起伏，但卻一直存活著。

Drake隨后對(duì)種群規(guī)模的趨勢(shì)進(jìn)行了分析。Drake和Griffen在9月8日的《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告說(shuō)，4個(gè)有關(guān)豐度的統(tǒng)計(jì)學(xué)基準(zhǔn)在退化的環(huán)境中表現(xiàn)出了臨界松弛的信號(hào)，但是在健康的環(huán)境中卻沒(méi)有。在種群跨過(guò)轉(zhuǎn)折點(diǎn)走向滅絕之前，這種松弛會(huì)持續(xù)8代的時(shí)間。科利奇帕克市馬里蘭大學(xué)的生物學(xué)家William Fagan表示，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)提供了臨界松弛的“出色的統(tǒng)計(jì)學(xué)解析”。

荷蘭瓦赫寧恩大學(xué)的Marten Scheffer補(bǔ)充說(shuō)：“這確實(shí)是一篇具有里程碑意義的論文……它提供了被理論所預(yù)測(cè)的通用早期預(yù)警信號(hào)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)?！盌rake強(qiáng)調(diào)，尋找此類預(yù)警信號(hào)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是它并不需要對(duì)種群有細(xì)致的了解，例如所需棲息地的數(shù)量，而只需要一個(gè)對(duì)照組或種群趨勢(shì)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)便可。原則上，這將使臨界松弛在保護(hù)生物學(xué)中成為一個(gè)更廣泛的適用工具。

然而Fagan強(qiáng)調(diào)，一個(gè)大問(wèn)題是，在現(xiàn)實(shí)世界中，這樣一種信號(hào)是否能夠在嘈雜的生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)中被探測(cè)到，與Drake和Griffen分析的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)相比，種群評(píng)估要更為匱乏且更靠不住。

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