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来自研究机构

微气候塑造和重塑了北方的昆虫群落,包括食草和捕食

日期:
2021年1月14日
来源:
赫尔辛基大学
简介:
气候及其变化对动植物物种有直接影响——但气候也可能塑造更复杂的生物系统,如食物网。现在,一个研究小组研究了微气候如何影响生态系统的各个层面,从捕食者群落的物种丰度到主要食草动物的寄生率,最终到植物遭受的损害。研究结果揭示了气候变化是如何彻底重塑北方生态系统的。
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气候及其变化对动植物物种有直接影响,但气候也可能塑造更复杂的生物系统,如食物网。现在,赫尔辛基大学的一个研究小组研究了微气候如何影响生态系统的各个层面,从捕食者群落的物种丰度到主要食草动物的寄生率,最终到植物遭受的损害。研究结果揭示了气候变化是如何彻底重塑北方生态系统的。

了解气候条件对物种相互作用的影响是必要的,因为这些相互作用包括诸如食草、授粉和寄生等强大的生态力量。

来自赫尔辛基大学农林学院的首席研究员Tuomas Kankaanpaa研究了昆虫群落是如何沿着格陵兰东北部山腰的微气候梯度聚集的。然后,他将这种环境条件的变化与食物网不同区域的结构和功能的变化进行了比较。这个网由开花植物作为主要生产者(山鸦),以花为食的蛾子幼虫作为消费者,以及寄生蜂和苍蝇组成,而寄生蜂和苍蝇又把蛾子幼虫作为自己后代的活苗圃。

研究发现,小气候是决定寄生蜂群落局部结构的重要因素。即使在均匀的焦点生境类型(以山鸦为主的石楠地)内,物种丰度和种间相互作用强度也随气候因子的变化而变化。由于拟寄生物是相当专门化的捕食者,它们对环境变化特别敏感。

“为了了解气候的更普遍影响,我们不能总是在每个地区逐个物种进行研究。相反,我们需要发现对气候条件表现出相似反应的物种的共同特征,”Kankaanpaa解释说。

对于北方的寄生昆虫来说,一个关键特征是寄生物种利用宿主的方式。那些在寄主体内花相当长时间冬眠,等待寄主生长的物种,形成了一个群体:它们倾向于选择雪融化早、夏季炎热干燥的地方。相反,攻击成年寄主幼虫或蛹的物种似乎在较厚的积雪覆盖的地方做得更好,这些积雪覆盖可以保护它们免受冬季寒冷的影响。

主要食鸦蛾的幼虫也倾向于温暖和干燥的地区。同样的关联在扎肯伯格研究站正在进行的监测项目中收集的长时间序列中也很明显。在过去的二十年里,冬季积雪少,夏季温暖,这导致了白杨花被消耗的比例增加。

当物种的季节性发生变化时会发生什么?

气候变化的一个潜在严重后果是物候不匹配——即相互作用的物种的季节性以不同的速度变化的情况。这可能会导致一些情况,例如食草昆虫及时逃离它们的一些捕食者,从而使食草动物种群得以增长。研究人员发现,捕食局灶蛾幼虫的两种优势寄生蜂与寄主的时间关系明显不同。其中一种寄生蜂的开花时间和寄主幼虫的发育几乎完全匹配,在研究区记录的大范围春季到达。然而,其他的寄生性物种被证明只是松散地修剪以符合其宿主的特定生命阶段。一旦两个拟寄生物占据同一个寄主个体,这种变化就会产生很大的影响,并且在仍然存在的食物来源内的竞争变成了身体上的竞争。如果其中一个处于正确的阶段,而另一个则处于错误的阶段,这便会影响游戏的结果。

“遥远北方的寄生蜂群落以前很少受到关注。这是令人惊讶的,因为这些群落缺乏物种,因此提供了极好的机会来研究影响物种如何聚集和相互作用的因素,”Kankaanpaa说。

这项研究背后的研究小组连接了两个国家和两所大学,赫尔辛基大学和瑞典农业科学大学(SLU)。由托马斯·罗斯林教授领导。该小组研究了世界各地和格陵兰岛的昆虫相互作用,并将北极视为监测气候变化影响的理想观测站。在高北极地区,气候变化特别快——在这个区域内,格陵兰岛东北部提供了一个其他人类影响最小的地区,从而使研究人员能够隔离气候的独特影响。

昆虫群落如何沿着景观微气候水平变化,为这些群落如何随时间变化提供了线索。Kankaanpää强调,在我们完全了解气候变化如何通过实时互动网络产生影响之前,还有很多工作要做。例如,单一食草动物物种的爆发是否会对碰巧与之共享类寄生物的其他食草动物构成直接风险?饲养大量的共同敌人最终能消灭这种罕见的宿主吗?

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故事来源:

材料所提供的赫尔辛基大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. thomas Kankaanpää, Nerea Abrego, Eero Vesterinen, thomas Roslin。北极高纬度地区的小气候结构群落、捕食和草食动物生态学杂志, 2020;DOI:10.1111 / 1365 - 2656.13415

引用此页

赫尔辛基大学。“微气候塑造和重塑了北方的昆虫群落,包括食草和捕食。”《科学日报》。科学日报,2021年1月14日。< www.koonmotors.com/releases/2021/01/210114111916.htm >。
赫尔辛基大学。(2021年1月14日)。微气候塑造和重塑了北方的昆虫群落,包括食草和捕食。《科学日报》。2023年6月21日检索自www.koonmotors.com/releases/2021/01/210114111916.htm
赫尔辛基大学。“微气候塑造和重塑了北方的昆虫群落,包括食草和捕食。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2021/01/210114111916.htm(2023年6月21日访问)。

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