海濕訊 | 蛙壺菌擴散加劇，美國如何透過前瞻性管理保護蠑螈？ - 科學

2024-09-02科學

本文來源於「海洋與濕地」（OceanWetlands）：
https://mp.weixin.qq.com/s/dMhOt0pdPsq-Z5mJ3fp0Q
原標題：【誰是森林之王？紅背蠑螈的「稱霸」之路】
作者：王芊佳

本文約 2600 字，閱讀約 6 分鐘

紅背蠑螈是一種小巧而神秘的生物，它們主要生活在北美東部的森林中 。這種蠑螈背部通常有一條紅色的條紋，但也有其他顏色的個體。它們喜歡潮濕陰暗的環境，以昆蟲等小動物為食。紅背蠑螈在森林生態系中扮演著重要的角色，是許多動物的食物來源，同時也是控制害蟲數量的重要一環。不過， 紅背蠑螈體型較小，生活習性隱蔽，主要棲息於落葉層和石塊下，不易被發現 。所以長期以來，盡管紅背蠑螈在生態系中扮演著重要的角色，它們具體的作用機制一直沒有被充分研究。

上圖：紅背蠑螈（Plethodon cinereus）與奧特山蠑螈（Plethodon hoffmani）在生活史特征上相似，且在部份分布區域存在重疊。自由大學（Liberty University）的諾曼·賴興巴哈教授指出：「對低海拔地區以及奧特山蠑螈與紅背蠑螈共域分布的區域進行細致監測和管理，對於該物種的長期生存至關重要。」圖片來源：Meagan Racey/USFWS

「海洋與濕地」（OceanWetlands）小編註意到，近日，美國地質調查局（U.S. Geological Survey）的一項最新研究揭開了一群森林「隱形守護者」的神秘面紗——紅背蠑螈（ red-backed salamander) 。這項釋出於2024年8月14的【生物學通訊】期刊上的研究表明， 紅背蠑螈的數量和生態重要性都遠超此前人們的想象 。該研究由伊凡·格蘭特（Evan Grant）博士領導，來自多個研究機構的科學家們共同參與了這項大規模的調查。

以往的研究認為紅背蠑螈在北美東部森林中分布廣泛，數量眾多，但具體數量一直沒有確切的估計。此次研究透過一種名為「標記-重捕」的科學方法，在18個分布於不同地區的森林進行了細致的調查。這項技術透過給部份蠑螈做上標記，然後再次捕捉並統計標記蠑螈的比例，來推算整個蠑螈群體的數量。研究人員巧妙地運用了統計模型，考慮了蠑螈躲避捕捉的可能性，確保了估算結果的準確性。

上圖：紅背蠑螈是美國東北地區最常見的蠑螈之一。研究人員透過對這類個體的標記-重捕研究，深入了解個體在空間上的分布格局以及研究區域族群的動態變化。圖片來源：公域/USGS

分析結果令人吃驚： 每公頃森林（相當於一個標準足球場）中，紅背蠑螈的數量竟然高達 1950~34300 只，平均值則達到了 9965 只！這比之前人們預想的要高出許多。

不僅數量龐大，紅背蠑螈的生物量（單位面積內所有生物的總重量）也讓人刮目相看。研究人員將紅背蠑螈的生物量與其他常見的食草動物（例如白尾鹿）和食肉動物（例如鹿鼠）進行了比較。結果顯示， 紅背蠑螈的生物量竟然與白尾鹿不相上下，甚至高於一些常見的食肉動物，足足高出兩到三個數量級 ！

這項研究的負責人格蘭特博士表示：「 紅背蠑螈龐大的生物量意味著它們在維持森林生態系健康方面扮演著至關重要的角色 。雖然體型嬌小，但它們卻是森林食物網的重要一環。如果紅背蠑螈消失，可能會對整個生態系帶來連鎖反應，造成難以預料的後果。」

然而，正當科學家們對紅背蠑螈的生態價值贊嘆不已時，一種名為 蛙壺菌 （Batrachochytrium salamandrivorans，簡稱Bsal）的致命真菌正悄然蔓延，威脅著北美蠑螈族群的生存。這種真菌此前已經在歐洲造成了大規模的蠑螈滅絕事件。為了應對這一潛在的威脅，科學家們正在積極開展研究，探索保護蠑螈族群的有效措施。

上圖：2022年3月20日，在美國麻薩諸塞州哈柏德斯頓的一段木頭下發現了一只成年雌性紅背蠑螈。攝影：Alex Karasoulos（CC-BY-4.0）

Bsal真菌病是一種對兩棲動物具有高度致病性的疾病，與曾導致全球兩棲動物數量銳減的壺菌病 （chytrid fungus） 有著密切的親緣關系 。自2013年在荷蘭首次發現以來，Bsal已對歐洲中部的蠑螈族群造成了淪陷性的打擊。雖然美國目前尚未出現Bsal疫情，但科學家們已高度重視這一潛在威脅。為了提前做好應對準備，研究人員利用電腦模型模擬了多種管理策略，結果表明，在Bsal入侵之前采取主動管理措施，對於保護本土蠑螈族群具有重要意義。

這項研究不僅揭示了紅背蠑螈令人驚訝的數量和重要性，也提醒人們關註那些容易被忽視的「隱形多樣性」生物。保護這些看似不起眼的生物，對於維持生態系平衡至關重要。隨著研究的深入，科學家們或許還會發現更多令人意想不到的生態奧秘。

感興趣的「海洋與濕地」（OceanWetlands）讀者可以參看全文：

Grant E H C, Fleming J, Bastiaans E, et al. Range-wide salamander densities reveal a key component of terrestrial vertebrate biomass in eastern North American forests[J]. Biology Letters, 2024, 20(8): 20240033.

【標記- 重捕】

「標記 - 重捕」是一種常用的生態學研究方法，簡單來說就是：先捕獲一批動物，給它們做上標記（比如打上標簽、植入微芯片），然後放回自然環境。過一段時間後，再次捕獲一批動物，統計其中有標記的個體數量。透過比較兩次捕獲中標記個體的比例，我們就能估算出整個族群的數量，以及了解族群的動態變化，比如出生率、死亡率和遷徙情況。

這種方法之所以有效，是因為它基於一個簡單的原理：如果我們假設標記的個體在族群中分布是均勻的，那麽第二次捕獲的樣本中，標記個體的比例應該和整個族群中標記個體的比例相等。

【生物量】

生物量（ biomass ）是指在特定區域內，所有生物體的總品質或生物量。它可以是某一特定族群或生態系中所有生物個體的幹重或濕重總和，通常以單位面積或體積來表示。生物量是生態學研究中的一個重要概念，用於衡量生態系的生產力、能量流動和營養迴圈，以及評估生物群落的健康和穩定性。

本文中提到了紅背蠑螈的例子，這種小型兩棲動物雖然每只只有 3 英寸長，但是它們的生物量驚人地高，與常見的食草動物（如白尾鹿）相當，甚至超越了許多食肉動物（如鹿鼠）。這一現象說明了盡管紅背蠑螈個體較小，其在某一特定區域內的總重量可以與更大的動物相媲美，甚至在一些情況下顯著高於這些動物。這種生物量的比較，不僅揭示了不同物種在生態系中的重要性，也反映了其在能量和資源分配中的關鍵作用。

【蛙壺菌】

蛙壺菌（學名： Batrachochytrium dendrobatidis ）是一種致命真菌，專門感染兩棲類動物。蛙壺菌可以透過水、土壤、以及受感染的個體進行傳播，其傳播速度之快令人震驚。自 1998 年被發現以來，它已經在全球範圍內造成了大量兩棲動物的死亡，甚至導致多個物種滅絕，成為近年來生物多樣性喪失的一大元兇。這種病菌已經被世界自然保育聯盟物種存續委員會的入侵物種專家組（ ISSG ）列入「世界百大外來入侵種」。

學而思

思考題·舉一反三