無脊椎動物偵探揭示高緯度北極地區令人毛骨悚然的爬行動物的秘密 [幻燈片展示]

棲息在遙遠北冰洋群島上的無脊椎奇蹟生物可能是搭乘鳥類的背部來到這裡的

挪威北部海岸和北極之間廣闊群島上一些最豐富的生物多樣性正等待著人們的考察,然而,考察工具不是高倍望遠鏡,而是放大鏡鏡頭提供的精確影像。斯瓦爾巴群島是北極熊、鯨魚和海象的家園。然而,在島嶼生態系統中同樣重要的是超過 1100 種無脊椎動物,包括甲蟲、黃蜂、蒼蠅、蛾子、彈尾蟲、蟎蟲、蚜蟲和蜘蛛,它們在斯瓦爾巴群島的土壤、溪流甚至冰川上勉強求生。

它們中的許多物種已經進化出獨特的方式來應對北極季節的極端環境,依靠諸如自脫水或天然防凍劑等技巧作為應對長達 10 個月極地冬季的生存機制。在短暫的夏季視窗期,無脊椎動物迅速活躍起來,在高緯度環境中發揮著不可或缺的作用,翻動養分以提高北極土壤的肥力。

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除了它們的實用性之外,還有一個首要的謎團仍然存在,那就是這些生物是如何到達這個環境惡劣的地方的。史蒂夫·庫爾森是斯瓦爾巴大學中心的北極生態學家,他有一個預感。 20 多年來,庫爾森一直在土壤中篩選、翻動岩石、用捕蝶網在空中揮舞,以尋找斯瓦爾巴群島的無脊椎動物。他認為,其中一些小生物最初可能是透過藏在候鳥的羽毛中而搭便車來到斯瓦爾巴群島的。研究人員將這種形式的“蹭車”行為稱為附生。庫爾森說,如果這是正確的,“偏遠地區的殖民速度可能比我們想象的要快得多。”

今年夏天,庫爾森和他的同事們設定了一些蛤籠,或者說是小型網帳篷,當好奇的鳥類被誘餌吸引過來時,這些帳篷會彈到鳥類的上方。在試驗了幾種不同尺寸的陷阱(40 釐米乘 40 釐米的尺寸“太顯眼”)之後,他們成功捕獲了 11 只雪鵐,這是一種常見的北極候鳥。該團隊檢查了雪鵐的羽毛,看是否有它們可能攜帶的無脊椎動物,然後放飛了這些鳥。

他們發現了三種非寄生性土壤無脊椎動物:一種小植食蟎和兩種中氣門蟎。其中後一種物種以前從未在斯瓦爾巴群島被記錄到。“這意味著這種蟎蟲一定是搭乘鳥類從大陸來到斯瓦爾巴群島的,因此一定在鳥類身上停留了一段時間,”庫爾森說。查爾斯·達爾文等人都知道鳥類提供的“快遞服務”,他認為鳥類可能會傳播粘在它們腳上的昆蟲或植物卵,或者卵可以透過它們的消化道存活下來。但據庫爾森所知,還沒有人證明與鳥類沒有寄生關係的土壤昆蟲可以在鳥類的羽毛上長途跋涉。

這一發現對於理解斯瓦爾巴群島過去和未來的殖民事件具有重要意義。儘管研究人員一直缺乏關於島嶼上無脊椎動物歷史的明確知識,但他們一致認為,即使不是全部,大多數無脊椎動物可能也沒有在上次冰期存活下來,上次冰期覆蓋斯瓦爾巴群島的冰蓋持續了約 7000 年。相反,無脊椎動物在冰層消退後重新入侵斯瓦爾巴群島,大約從 1 萬年前開始。庫爾森認為,鳥類可能在這個過程中發揮了關鍵作用。

隨著斯瓦爾巴群島和地球其他地區氣候變暖,可能會擴大潛在地可以在遠北地區生存的生物的範圍。但是,為了紮根,蟎蟲和其他微小生物必須到達該群島。通常,研究人員會認為,一種微小的、不會飛行的土壤無脊椎動物可能需要數千年的時間,才能透過偶然的洋流混合、風和偶然事件找到前往斯瓦爾巴群島這樣的地方的道路。然而,如果無脊椎動物搭乘遷徙鳥類的“順風車”,那麼這些物種可能一直在到達。“現在,它們無法存活下來,因為這裡太冷了,但是如果它們已經在遷徙了,那麼可能只需要切換到合適的氣候就可以了,”庫爾森說。

仍然存在一些問題,例如蟎蟲能在它們毫不知情的宿主身上停留多久,有多少物種可能正在進行這種傳播方法,以及這種情況發生的頻率。為了尋求答案,庫爾森和另一位同事納塔利婭·列別捷娃共同建立了“鳥類作為無脊椎動物區系傳播媒介”研究專案,或 AVIFauna,這是一個由生態學家、分類學家和分子生物學家組成的國際團隊。現在他們已經收集到了一些無脊椎動物,他們計劃將斯瓦爾巴群島“搭便車者”的 DNA 序列與在俄羅斯和歐洲鳥類越冬地發現的潛在無脊椎動物來源種群進行比較。他們認為,他們的發現也將適用於其他極地島嶼上的無脊椎動物殖民者。“偏遠島嶼的傳播,”庫爾森說,“可能會比我們想象的快得多。”

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