什么是关键物种，为什么它们如此重要？

就像他们的同名建筑一样：拆除一个，一切都会崩溃。

是什么将这个不太可能的群体联系在一起？

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正如一位睿智的狮子君主曾经说过的那样：“你所看到的一切都以微妙的平衡存在。作为国王，你需要理解这种平衡……我们在伟大的生命圈中都是相互联系的。 ”

但如果那个圆圈更像是……椭圆形呢？如果不是每个物种都与其他物种一样重要，而是它们几乎都只依赖一两个物种呢？好吧，那么你就会有一个关键物种。

什么是关键物种？

人类喜欢将自己视为操纵周围环境的大师——确实，很少有动物在影响世界方面有如此雄心勃勃的雄心。我们在曾经荒野的地方建造了城市；我们可以改变河流并提高海平面；我们杀死整个物种只不过是为了地狱而已。

所以当然，也许我们是最擅长的（白蚁不会@我们）。但我们绝不孤单。

“这几乎是奥威尔式的：有些物种比其他物种更加平等，”斯坦福大学霍普金斯海洋站的生物学家拉里·克劳德告诉《国家地理》。 “就生态系统的结构而言，是的，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，当时初出茅庐的生态学家罗伯特·潘恩 (Robert Paine) 决定将一群海星扔进太平洋。

不完全是。发育生物学家兼作家肖恩·B·卡罗尔 (Sean B Carroll) 解释说：“潘恩意识到，如果他想了解自然是如何运作的，也就是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。”威斯康星大学麦迪逊分校遗传学教授、霍华德休斯医学研究所科学教育副院长，在他 2016 年出版的《塞伦盖蒂规则：探索生命如何运作及其为何重要》一书中提到。 

“在捕食者角色的具体情况下，他需要一个可以消除捕食者并观察发生了什么的环境——后来被描述为‘踢它看看’生态，”他写道。 “因此，海星投掷。 ”

在接下来的一年里，潘恩经常将海星从海岸某个地区的岩石上扔走，连锁反应是显而易见的。由于没有五足捕食者的捕食，当地的藤壶和蜗牛数量激增。另一方面，四种藻类大部分消失，当地的帽贝和石鳖物种也完全消失。

与潘恩留下的自然海星状态的邻近露头相比，岩石周围的生物多样性减少了一半。伤亡甚至不仅限于食物链中海星以下的物种：当地海葵和海绵的数量也有所减少，尽管与被甩掉的海星没有明显的生态联系。

正是这一点，以及在新西兰和阿拉斯加进行的类似实验，巩固了潘恩所谓的“关键物种”的概念，即相对于其种群而言，对周围环境施加极高影响的物种。移除一个关键物种，整个生态系统就会失去平衡；最好的情况是，它将被迫迅速适应新的或入侵物种占领栖息地，而最坏的情况——好吧，最坏的情况是，生态系统可能完全不复存在。

哪些物种是基石？

考虑到它们的重要性，您可能会对哪些物种真正符合基石地位感到惊讶。 “公众对关键物种的看法是，它们是大型陆地哺乳动物，”不列颠哥伦比亚大学的社区生态学家黛安·斯里瓦斯塔瓦今年早些时候告诉广达杂志。 

“但实际上，大多数都不是，”她解释道。 “大多数关键物种都是水生物种。他们中的许多人不是掠食者。有大量的无脊椎动物。 ”

那么我们如何确定哪些物种算数呢？这并不是一个听起来那么简单的问题——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，以至于几乎毫无意义。为了让您了解潜在关键物种的范围有多大：去年的一项分析调查了过去 50 年左右的 150 多项研究，得出的结论是至少有 230 个不同物种在某个时候被标记为关键物种。 

“问题在于，研究人员在将他们的研究有机体指定为基石时没有遵循任何标准，”俄勒冈州立大学的社区生态学家布鲁斯·门格（Bruce Menge）告诉广达，他是潘恩的研究生。 “任何人都可以自由地提出、争论或推测他们的物种是一个基石。 ”

尽管如此，一些物种仍然是突出的例子。例如，海狸被描述为“不亚于大陆规模的自然力量，在一定程度上负责塑造美国人建立社区的土地”——对于曾经濒临灭绝的啮齿动物来说，这还不错。 

为什么？得益于它们的水坝：通过建造这些标志性的基础设施，动物们可以将景观重塑为欣欣向荣的湿地生态系统，为水禽创造栖息地，并鼓励青蛙、鱼类和无脊椎动物的繁殖。

“海狸湿地非常独特，”斯特灵大学淡水科学教授奈杰尔·威尔比 (Nigel Willby) 于 2023 年告诉 BBC。“任何人都可以建造池塘，但海狸为生物多样性打造了令人惊叹的良好池塘，部分原因是它们很浅、杂乱无章。”里面有枯木，通常被海狸以植物为食、挖掘运河、修复水坝、建造小屋等所破坏。”

“基本上，海狸擅长创造我们无法比拟的复杂湿地栖息地。 ”

其他关键物种就没那么迷人了。加州大学戴维斯分校生态学博士生 Ishana Shukla 和她的同事使用一种旨在将项目分类到相关集群中的分析技术，能够分离出五种不同类型的基石：有些是小型哺乳动物的地球化专家，例如海狸；有些是小型哺乳动物的地球化专家；有些是像海狸一样的小型哺乳动物。有些物种，如鲨鱼或狼，由于它们作为大型掠食者的角色而变得重要，它们在它们的生态系统中强加了科学界真正所谓的“恐惧景观”。

但其他三种类型的关键物种——食物链中间的物种，如欧洲鲱鱼或牛头鱼；生态位填充者，如蜜蜂；研究人员所说的“较小、低级无脊椎动物消费者”，例如海胆或菜粉蝶，不太可能成为头条新闻。这是一个问题。

舒克拉告诉广达：“我们已经确定了一系列不一定会得到保护行动或保护关注的重点。” “但我们可以看到它们对我们的生态系统非常重要。 ”

如果关键物种灭绝会发生什么？

根据定义，关键物种对其生态系统具有巨大影响。那么，如果一个人消失了怎么办？

我们实际上不需要对此使用太多想象力——我们手头有一个现成的例子。灰狼曾经是世界上分布最广泛的哺乳动物，几个世纪以来的人类干扰已使灰狼在其许多原始栖息地接近或完全灭绝。

这种关键物种的消失所产生的影响我们现在才开始完全理解——实际上，由于它们在黄石公园等地的恢复和重新引入，我们才看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学的哲学教授克里斯托弗·J·普雷斯顿 (Christopher J. Preston) 在 2023 年的一份报告中写道，“狼发挥影响力的一种方式是捕食土狼，这会在整个系统中产生连锁反应。”对话的文章。 “土狼越少，啮齿类动物就越多，这反过来又意味着猛禽的狩猎成功率更高。 ”

同样，“当狼在附近时，麋鹿会避开某些区域，从而导致自上而下的生态变化，”他解释道。 “植被可以恢复，这反过来可能有利于其他物种。 ”

这些强烈的、自上而下的效应被称为“营养级联”——它们可能比你想象的要复杂得多。事实上，狼在一个地区的存在可能会引发人类地球工程师梦寐以求的变化：根据 2016 年的一项研究，在所有北美北方森林中重新引入犬科动物可以将释放到大气中的碳量减少多达每年 9900 万吨。研究人员指出，这相当于完全减少道路上行驶的 7100 万辆汽车。

事情是这样的：这只是一个关键物种的结果 - 值得庆幸的是，我们能够将其从边缘救回来。但有多少其他生态系统由于人类的过度扩张而永远消失呢？目前有多少人正在消失？

卡罗尔写道：“全球各地都发现了营养级联，狼、狮子、鲨鱼、土狼、海星和蜘蛛等主要捕食者在这里形成了群落。” “由于大型捕食者的调节作用得到了新的重视，过去一个世纪大型捕食者的消失让埃斯蒂斯、潘恩和许多其他生物学家深感担忧。 ”

“当然，今天，一种掠夺者的影响力比其他任何掠夺者都大，”他警告说。 “我们创造了非凡的生态环境，我们是所有栖息地中的顶级捕食者和顶级消费者。潘恩说：“人类无疑是主导性的基石，如果不理解规则并且全球生态系统继续恶化，人类将成为最终的输家。”唯一能够调节我们的物种就是我们自己。 ”

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