本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
就像天體物理學家在時空中尋找潛在的模式一樣，生態學家也在地球生命中尋找類似的模式。他們認為自己已經掌握了一個模式：數字金字塔。
第一個已知的數字金字塔由查爾斯·埃爾頓在1927年繪製，用於解釋能量在生態系統中的流動。植物將空氣中的碳轉化為糖，這些大量的碳構成了他金字塔的底部。（上圖中的浮游植物底部。）當食草動物消耗這些植物時，由於浪費和消化效率低下，起始的碳池會縮小，食草動物吸收的碳比它們吃的少。然後，當食草動物反過來被吃掉時，可用的碳池會進一步縮小。
因此，金字塔說明了從起始池開始，每一步向上吸收的碳的變化。但它們也用於解釋生態系統中其他能量分佈的模式。通常植物比兔子多，兔子比狐狸多，狐狸比鷹多——或者說，代表較高營養級的個體生物較少。同樣，較低營養級的總可用生物量通常多於較高營養級的。
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生態代謝理論將這些數字金字塔與溫度結合起來，描述了基本的生物生長速率。我一直不擅長公式，但本質上，這個想法是，小型動物更豐富且生長更快，而大型動物則較少見且生長較慢。
這個規則得到了廣泛遵循——但前提是我們忽略了那些吸血鬼和搭便車者，寄生蟲。寄生蟲至少佔物種多樣性的一半，但我們在設計跨越地球生命的大理論時往往會忘記它們。
想想看：你會把寄生蟲放在數字金字塔的哪個位置？例如，羽蝨生活在鳥類的羽毛中。如果它們吸食鷹的血液，這是否意味著它們在食物鏈上的位置高於鷹？儘管它們很小，但它們是否處於更高的營養級？寄生是否算作捕食？
基本上：它們擾亂了我們的理論。它們不能很好地融入其中。而且它們太小了，很容易被遺忘。
上週，一組研究人員在《科學》雜誌上發表了一篇論文，試圖將寄生蟲整合到營養生態理論中。他們收集了生活在加利福尼亞州三個河口中的生物的資料，並將它們插入代表代謝理論的方程式中。毫不奇怪，寄生蟲的資料——那些快速繁殖、不頻繁出現的小傢伙——與該理論的公認概括不符。但是，當研究人員稍微修改方程式以納入生物的營養級時，資料遵循一致的模式，表明存在更廣泛的生態理論。
在論文的所有圖中，有一對圖特別突出，我已在下面重新繪製：它們顯示了體型與營養級和種群生產力之間的關係。頂部的圖推翻了“營養級隨著體型增加”的標準“數字金字塔”比喻。正如您在此處看到的，處於高營養級的小寄生蟲將線向上翻轉成 U 形，否定了非寄生模型中的線性關係。
底部的圖針對的是“較低營養級產生更多生物量”的比喻。請記住，種群生產力衡量的是針對生物的平均大小產生的生物量，而不是總生物量，並且整個圖表都針對營養級進行了標準化。這條直線的意思是，在每個營養級，特定大小的生物將產生相同數量的生物量，無論它們是自由生活的還是寄生的。
該論文的標題是《寄生和自由生活物種的丰度、能量學和生產的通用尺度規則》，這也是作者所說的規則。
這意味著什麼？如果該規則成立，它可以幫助那些測量土地的人僅根據生物的大小來計算系統中可用的生物量。他們不需要考慮營養級，僅需考慮大小即可。這將大大簡化事情。
Hechinger, R., Lafferty, K., Dobson, A., Brown, J., & Kuris, A. (2011). A Common Scaling Rule for Abundance, Energetics, and Production of Parasitic and Free-Living Species Science, 333 (6041), 445-448 DOI: 10.1126/science.1204337