入侵海藻的存在对生态系统功能是有利还是有害?
生态系统

入侵海藻的存在对生态系统功能是有利还是有害?

在地中海气候变暖的背景下,入侵海藻可能有助于取代本地物种减少而丧失的一些生态功能,揭示了海洋生物入侵更为复杂的一面。

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气候变化和外来物种入侵是海洋生物多样性面临的主要威胁。大型藻类森林是受这些压力影响最严重的生态系统之一,它们不仅是沿海海洋生物的主要食物和能量来源,也是许多其他物种重要的庇护所、育苗场和繁殖地。然而,近期研究表明,一些已适应气温升高的外来物种可以弥补本地物种的损失,从而有助于维持其生态功能。

在最近发表的一项研究中 Annals of BotanyMartina Mulas 博士及其同事试图通过研究两种适应热环境的入侵性非本地海藻物种的存在来解决这个问题。 施氏叶状体 和 莱塞普斯银光藻与对气候变暖高度敏感的特有物种相比, 贡戈拉里亚 雷西氏菌位于黎凡特盆地,以色列北部地中海沿岸。

贡戈拉里亚 雷氏菌 原产于黎凡特盆地的一种海藻。照片由塔尔·科赫拍摄(iNaturalist,CC BY-NC 4.0).

近几十年来,适应地中海热环境的热带和亚热带入侵海藻物种在生态系统中的数量不断增加,超过了温带和世界性物种。在黎凡特海盆,温度和盐度的上升速度更快,风暴强度和海洋热浪的频率也更高。因此,在这种情况下,海洋变暖可能有利于外来入侵物种的定植,并弥补原生栖息地的丧失。

先前的研究表明,温带物种在黎凡特地区的出现可能会对生态系统产生负面影响。然而,这些研究仅关注单一季节的群落,这与Mulas及其同事的研究不同。Mulas等人的研究分析了本地海藻和入侵海藻生物量和覆盖率的年度变化,以比较它们在全年自然温度变化下的表现。作者假设,入侵的非本地海藻物种 Lobophora schneideri 和 Galaxaura lesseppsiana 考虑到黎凡特盆地的水温接近 32°C,该物种更适应夏季的温暖气温,并且该物种可能已经为未来更温暖的环境做好准备。

莱塞普斯银光藻 以色列西加利利海岸。照片由西奥多拍摄。 (iNaturalist,CC BY-NC 4.0)).

为了获取不同季节的植被覆盖率和生物量,研究团队沿30米长的样带设置了五个25×25厘米的样方。作者还测量了这些时期的呼吸作用和光合作用速率,以评估该物种在各种温度条件下的热适应能力。基于这些结果,可以计算出年度碳吸收量,并将其作为潜在生物碳产量的指标。此外,这些测量结果还使作者能够预测该区域未来不同温度情景下季节性生境的适应能力。

结果表明,两种入侵性非本地物种全年均具有生理功能,生物量全年较高。相比之下,本地物种仅在春季具有生理功能。此外,入侵性非本地物种在夏季气温约为32°C时生物量更高,而本地物种则在夏季气温约为28°C时就已开始凋落枝条。所有这些结果均与作者的假设相符,即入侵性非本地物种对黎凡特海当前及未来的海洋变暖具有更强的适应性和韧性。此外,这意味着这两种入侵性非本地物种能够在生态位缩小的情况下,保留部分生态系统功能。 贡戈拉里亚 雷西氏菌.

施氏叶状体黎凡特盆地的一种入侵物种。照片由 Sylvain Le Bris 拍摄(iNaturalist,CC BY-NC 4.0).

关于我们最初提出的问题,即入侵海藻的存在对生态系统功能是利是弊,穆拉斯领导的研究表明,入侵性非本地物种的存在可能是有益的,它们可以弥补本地物种的损失,并有助于维持生态系统的基本功能和服务。当然,当温度超过入侵性非本地物种的生存极限时,这种影响也是有限度的。

本研究首次关注海洋变暖对生物入侵的影响,重点关注黎凡特海盆的大型藻类群落及其对生态系统代谢过程的调控作用。本研究获得的所有数据对于预测物种未来的分布至关重要,并表明入侵物种并非一定会对生态系统造成破坏。

阅读文章:

穆拉斯·M, 西尔弗曼, 加瓦尔, et al.. 2026. 入侵性海藻可能在功能上弥补地中海快速变暖导致的温带特有物种的预期损失。 Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcag105


乔凡娜·雷斯 (Giovanna Reis) 的葡萄牙语翻译。

封面图片 施氏叶状体 作者:玛琳·舒滕iNaturalist,CC BY-NC 4.0).

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作者

Giovanna O. Reis

乔瓦娜(她/她的代词)是一位拥有动物生物学博士学位的生物学家,主要研究淡水和海洋甲壳类动物。她负责描述新物种,阐明它们的分类,并探索它们与环境的关系以及如何保护它们。

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