“如果不了解猎物的行为，你真的无法理解捕食者与猎物之间的相互作用，或者捕食者如何影响生物多样性和生态系统，”生态学和进化生物学副教授普林格尔说。爱博网投领导者“猎物改变行为以避免被吃掉的方式很难预测，但如果不了解这一点，你就无法预测其他任何事情。”大多数生态学理论只是假设捕食者吃猎物，仅此而已。现实世界要复杂得多。但事情并没有复杂到我们搞不清楚的地步。”

该研究的共同作者、魁北克蒙特利尔麦吉尔大学生物多样性科学加拿大研究主席罗文·巴雷特指出，这个问题正迅速变得越来越紧迫。他说:“人类活动正在增加新的捕食者被引入以前孤立的生态系统的发生。”“我们的研究表明，这些捕食者入侵对生物多样性的影响很大程度上取决于猎物行为的变化，而这些变化会改变猎物利用环境的方式。”

为了解决这个问题，研究小组使用了三种蜥蜴:一种是掠食者，卷尾蜥蜴Leiocephalus鳍，以及两种猎物——绿蜥(安乐smaragdinus)及棕变色鱼(安乐sagrei)。他们的研究结果发表在6月6日的《自然。

研究人员前往巴哈马群岛的16个小岛，作为实验生态系统。研究人员在所有16只蜥蜴上都建立了棕色蜥蜴，另外两种蜥蜴分别或组合引入。

普林格尔说:“在生态学中，能够操纵整个生态系统是非常罕见的——这些小岛有点像大型海洋培养皿，使我们能够进行非常严格和引人注目的实验。”“在大多数地方都不可能做到这一点。”

研究人员发现，在没有捕食者的情况下，这两种变色蜥可以很好地共存，绿色变色蜥生活在树上，棕色变色蜥生活在离地面更近的地方。这两个物种竞争昆虫，但竞争“并不激烈”，普林格尔说。但当研究小组引入卷尾捕食者时，棕色变色蜥蜴逃到了树上，在那里，矮胖的地面蜥蜴无法跟上。这加剧了两种猎物之间对空间和食物的竞争，破坏了它们共存的能力。研究结果表明，当猎物可以通过改变行为对捕食者的存在做出快速反应时，捕食者可能会降低猎物物种共存的能力。

佛罗里达大学的托德·帕尔默(Todd Palmer)是该研究的第一作者之一，他说:“我们研究的一个关键含义是，猎物躲避捕食者的避难所的大小对于确保猎物不会灭绝非常重要。”“当没有足够的空间让猎物在没有被吃掉的风险的情况下闲逛时，就必须做出一些让步，这就是我们看到物种消失的时候。”最近发生的一些灾难性物种灭绝的例子，比如非洲大湖中一个非常多样化的鱼类种群的灭绝，部分原因可能是这些生态系统中没有足够的安全空间。因此，我们的发现不仅为我们提供了一些关于如何管理未来捕食者引入的线索，而且还更好地了解了过去的灭绝是如何产生的。”

这项研究“为经典生态学理论提供了一个美丽的反例，”东京大学(University of Tokyo)的理论生态学家Takimoto Gaku说，他没有参与这项研究。“理论上，捕食通过碾压优势竞争对手，站在劣势竞争对手一边，促进了竞争对手物种的共存，但他们的实验表明，捕食的风险导致优势竞争对手转移栖息地，篡夺较弱竞争对手的栖息地，破坏了它们的共存。”

科学家们早就知道“基石掠食者”对健康的生态系统有多重要。根据基石捕食者理论，顶级捕食者可以防止任何一种猎物物种变得过于丰富，并在竞争中胜过所有其他猎物物种，这通常会增加食物链低层物种的多样性。虽然这项研究并没有推翻这一概念，但它确实强调了有顶级捕食者的生态系统并不一定比没有顶级捕食者的生态系统更多样化。

“捕食者会减少猎物种类的多样性，”普林格尔说。“这既不‘好’，也不‘坏’——就是这样。对我来说，重要的是我们了解捕食者是如何以及为什么会产生它们所造成的影响，这样我们就可以预测当生态系统通过入侵获得新的捕食者或当它们通过灭绝失去现有的捕食者时会发生什么。这正是我们研究的目的所在。这不是道德剧。没有善与恶之分。我们只是想对生物学有一个清晰的了解。”爱博网投领导者

科学家们仍然不完全了解引入的捕食者影响当地猎物物种的所有方式。当然，在某些情况下，引进的掠食者可以通过简单地吃掉猎物来摧毁它们的种群。但猎物也会以减少被捕食可能性的方式对捕食者做出反应——比如躲在树上，就像棕色变色蜥蜴那样。在那里，被捕食的风险很低，但随后这些区域变得拥挤，竞争变得激烈。这导致了与经典的梯形捕食场景相反的结果;品客的团队称之为“避难所竞赛”。

麦吉尔大学的巴雷特说:“经过六年的种群监测，我们发现卷尾蜥蜴迫使棕色和绿色变色蜥蜴共享同一个无捕食者的避难所，加剧了它们之间的竞争，从而破坏了竞争猎物物种的共存，导致一些种群灭绝。”他说，因此，他们的研究结果挑战了“关键点捕食假说”的普遍性，支持了这种环境下的“避难所竞争假说”。

研究人员想要比简单的种群调查更深入地挖掘，所以他们对每种蜥蜴的粪便样本进行了DNA元条形码，以分析它们的饮食。DNA元条形码是一种强大的工具，它利用粪便DNA的短片段来识别被捕食者吃掉的猎物物种，它展示了蜥蜴物种是如何在岛上争夺食物的。研究人员还使用稳定同位素分析来分析实验处理如何影响岛屿上食物链的长度以及每个物种在食物链中的位置。

Pringle说，综合起来，这些技术使研究人员能够更深入地理解他们的结果。“很多时候，你会在实地进行实验并得到一些结果，但你不一定明白为什么会得到这些结果——你可能有一个最好的猜测或一个最受欢迎的假设，但它往往有点模棱两可，”他说。“长期以来，我的目标是将DNA元条形码等新技术与泥靴现场实验等现有技术相结合，试图更深入地了解机制。在这项研究中，我们在六年的实验过程中真正将所有这些元素结合在一起，这非常令人满意。”

普林格尔与泰勒·卡齐纳尔(Tyler Kartzinel)和佛罗里达大学的托德·帕尔默(Todd Palmer)共同为第一作者，泰勒曾在普林格尔的实验室做博士后，现就职于布朗大学。普林斯顿大学的其他合著者是研究生马修·哈钦森、研究生校友泰勒·科弗代尔(2018年博士)和乔什·达金(2017年博士)。本科生Lauren Wyman(2014级)参与了实地调查，她和Annie Ferlmann(2016级)都用这个项目的数据完成了毕业论文。

“普林格尔博士能够模拟新竞争者和捕食者的自然引入，然后实时跟踪发生的情况，”资助这项研究的美国国家科学基金会(National Science Foundation)项目主任朱迪·亚沃尔(Jodie Jawor)说。“这是一个罕见而有价值的测试，可以测试当新物种引入时，社区会发生什么. ...栖息地和动物群落的组成可能因各种原因而改变——自然灾害、发展、建设——所以这项工作有助于我们了解生态影响，并有可能主动、更充分地解决这些问题。”

这项研究得到了美国国家科学基金会(资助DEB-1457697)、普林斯顿环境研究所、加拿大研究主席和加拿大自然科学与工程研究委员会的Vanier加拿大奖学金的支持。