入侵物種有時可以幫助生態系統

在夏威夷,引進的鳥類承擔了一些曾經由已滅絕鳥類扮演的角色——但有一個問題

A collage of images including a bird's skull, a bird, various bones andpalm trees

塞繆爾·B·凱斯

當動物滅絕時,它們在生態系統中的功能可能會喪失,通常會導致依賴這些功能的其他物種滅絕。通常被自然資源保護主義者視為入侵害蟲的非本地物種,能否填補滅絕留下的空缺角色?

在夏威夷群島,這個問題很容易思考,這裡通常被認為是研究物種滅絕和入侵的模型系統。不幸的是,自從人類到達以來,這個島鏈經歷了重大的生態變化,其中大部分的物種喪失是由過度捕獵、森林砍伐和引入非本地捕食者、競爭者和疾病驅動的。

夏威夷的大多數本地森林植物依賴鳥類進行種子傳播,這是植物繁殖的關鍵過程,許多植物也需要鳥類進行授粉。然而,至少67%的島嶼本地鳥類物種——曾經是多樣化的組合,包括色彩鮮豔的吸蜜鳥、烏鴉和不會飛的水禽——已經滅絕。那麼,沒有這些鳥類——破碎系統中的缺失齒輪和螺栓——森林如何運作呢?


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事實證明,隨著本地物種的消失,人們出於各種原因引入了許多非本地鳥類,包括休閒狩獵和農業害蟲管理,僅舉幾例。其中許多已經紮根,包括以花蜜和/或水果為食的鳴禽和獵禽。因此,這些引進的鳥類有可能透過維持本地植物的種子傳播和授粉來替代已滅絕鳥類的角色。

鑑於壓倒性的證據表明,非本地物種會對夏威夷和全球的本地生態系統造成嚴重破壞,因此,自然資源保護主義者經常遵循一種僵化的二分法也就不足為奇了:本地物種等於好,非本地物種等於壞。但在像瓦胡島這樣負擔著滅絕重擔的系統中,移除所有非本地鳥類將使森林幾乎失去所有鳥類,從而阻礙許多本地植物的種子傳播。因此,在僅憑來源就妄下結論之前,我們必須分別考慮每種入侵者對生態系統的影響。

我目前正在與夏威夷 VINE 專案合作,這是一個對瓦胡島(受入侵最嚴重的夏威夷島嶼,所有本地食果鳥類都已滅絕)種子傳播網路的合作調查。我們發現,非本地鳥類確實維持了種子傳播過程;事實上,它們是瓦胡島上許多本地植物的唯一種子傳播者——但有一個問題。

透過我的博士研究,我開始對古代鳥類在形態上與現代鳥類有何不同,以及這如何轉化為生態系統功能的改變感興趣。一個特別重要的鳥類特徵是嘴巴大小——也稱為張口寬度——它限制了鳥類可以食用和傳播的種子大小。

許多已滅絕的夏威夷鳥類僅從亞化石遺骸中得知,包括從沙丘和熔岩管中挖掘出的頭骨和骨骼。在測量了這些頭骨後,我們使用預測模型來估計動物的嘴巴大小,並結合來自研究用剝製標本的其他測量資料,我們研究了嘴巴大小和其他特徵如何隨著鳥類滅絕和引入而發生變化。

我們發現,整個群島僅剩下四種本地食果鳥類,與歷史上主要已滅絕的食果鳥類相比,現代的、主要引進的鳥類的嘴巴要小得多——總體上小約 40%——這意味著當前的鳥類無法像歷史上的鳥類那樣食用和傳播如此大的種子。透過回顧島嶼各地關於種子傳播的研究,我們發現,較大種子的植物——那些種子寬度超過 8.1 毫米的植物——沒有被現代鳥類傳播,並且可能面臨更高的滅絕風險。

這些結果引出了一個顯而易見的問題:我們是否應該引入嘴巴更大的鳥類?目前,關於“野化”——故意引入非本地物種以充當已滅絕物種的功能替代品——的研究還不夠多,無法知道這是否是一個好主意。任何物種引入都存在意想不到的生態影響的嚴重風險。然而,透過將夏威夷視為一次意外的“野化”實驗,我們或許可以對這種方法有所瞭解。

雖然瓦胡島上的非本地鳥類可能被視為已滅絕鳥類的部分替代品,特別是對於它們傳播小種子的本地植物而言,但這些好處被另一個重要的發現所抵消:它們也傳播了大量的小種子的非本地植物,這些植物在島嶼各地大量結果。與此同時,在非本地植物不太佔優勢的茂宜島地區,非本地鳥類主要傳播本地種子;因此,總的來說,似乎這些非本地鳥類只是對它們可獲得的植物做出反應,它們對森林保護的總體影響可能很大程度上取決於它們所居住的植物群落的環境。

因此,為了支援目前已建立的非本地鳥類帶來的保護益處,我們需要根除非本地植物,特別是那些產生大量水果的植物。如果不管理非本地植物,野化方法可能會適得其反。例如,引入一種大嘴鳥可能會引發大種子非本地植物的突然蔓延,這對於保護本地生物多樣性當然是不希望看到的,因為非本地植物通常在空間和資源的利用方面勝過本地植物。 

在一個滅絕和入侵率不斷上升的世界中,物種群落的重新洗牌將繼續對保護目標構成挑戰。在某些生態系統中,例如夏威夷森林,妖魔化所有非本地物種的經典範式可能會適得其反地阻礙本地生物多樣性的保護。相反,需要一種在各種不同情況下考慮不同入侵者的功能特徵和生態角色的方法,以保護重要的生態系統過程,如種子傳播,現在和將來都是如此。

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