在波罗的海,非本土虾类 Palaemon elegans 正悄然改变着当地的生态格局。它从波罗的海南部扩散到北部,与本土的中捕食者,如虾类 P. adspersus 和三刺鱼(Gasterosteus aculeatus),展开了激烈的资源争夺战。虽然已经知道它会影响本土物种的行为,但这种影响对生态系统更广泛的后果却依旧扑朔迷离。为了揭开这些谜团,来自芬兰赫尔辛基大学(University of Helsinki)和立陶宛自然研究中心(Nature Research Centre)的研究人员展开了深入研究。他们想弄清楚,P. elegans 对较低营养级的影响是否依赖于本土中捕食者的存在,以及评估其生态影响是否需要进行多物种操纵实验。这项研究成果发表在《Biological Invasions》杂志上。
研究人员采用了中宇宙实验(mesocosm experiment)和统计分析两种主要技术方法。在中宇宙实验中,他们从芬兰南部的岩石海岸采集了 P. elegans、P. adspersus 和三刺鱼,在自然光照和温度条件下,在室外设施的中宇宙中对这三种物种的存在情况进行了全面操纵。实验设置了多种处理组,包括单物种处理、两物种处理、三物种处理和无中捕食者的对照组,每个处理组都有 10 个重复。实验持续 30 天,期间密切监测各种指标。在统计分析方面,研究人员运用软件 R v. 4.3.2 和 lme4 软件包,根据数据结构选择合适的模型和误差分布,对实验数据进行深入分析。
综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义非凡。研究表明,仅操纵非本土虾 P. elegans 的存在,无法揭示其对生态系统的影响及潜在机制,必须同时操纵本土竞争物种,才能深入了解入侵物种的生态影响。在多物种处理中,非本土虾的生态影响明显依赖于本土物种的存在及其竞争能力。与本土虾相比,非本土虾在与三刺鱼竞争动物猎物时,转向藻类的程度更低,这可能得益于其更强的竞争能力和更高的侵略性。但本土虾较低的侵略性也可能有其自身优势,比如节省能量和降低受伤风险。从生态系统的未来发展来看,如果非本土虾取代本土虾,对藻类生物量的控制作用可能减弱;若两者能够共存,则可能共同抑制丝状藻类的生长。而三刺鱼种群的持续增长,可能会通过竞争限制虾类种群,进而促进藻类生长。因此,该研究强调了在研究非本土物种的生态影响时,进行多物种操纵实验、考虑物种间相互作用的重要性,为后续生态研究和生态保护工作提供了关键的理论依据和研究思路,有助于我们更好地理解和应对复杂的生态变化。