海湿讯 | 蛙壶菌扩散加剧，美国如何通过前瞻性管理保护蝾螈？ - 科学

2024-09-02科学

本文来源于「海洋与湿地」（OceanWetlands）：
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原标题：【谁是森林之王？红背蝾螈的「称霸」之路】
作者：王芊佳

本文约 2600 字，阅读约 6 分钟

红背蝾螈是一种小巧而神秘的生物，它们主要生活在北美东部的森林中 。这种蝾螈背部通常有一条红色的条纹，但也有其他颜色的个体。它们喜欢潮湿阴暗的环境，以昆虫等小动物为食。红背蝾螈在森林生态系统中扮演着重要的角色，是许多动物的食物来源，同时也是控制害虫数量的重要一环。不过， 红背蝾螈体型较小，生活习性隐蔽，主要栖息于落叶层和石块下，不易被发现 。所以长期以来，尽管红背蝾螈在生态系统中扮演着重要的角色，它们具体的作用机制一直没有被充分研究。

上图：红背蝾螈（Plethodon cinereus）与奥特山蝾螈（Plethodon hoffmani）在生活史特征上相似，且在部分分布区域存在重叠。自由大学（Liberty University）的诺曼·赖兴巴赫教授指出：「对低海拔地区以及奥特山蝾螈与红背蝾螈共域分布的区域进行细致监测和管理，对于该物种的长期生存至关重要。」图片来源：Meagan Racey/USFWS

「海洋与湿地」（OceanWetlands）小编注意到，近日，美国地质调查局（U.S. Geological Survey）的一项最新研究揭开了一群森林「隐形守护者」的神秘面纱——红背蝾螈（ red-backed salamander) 。这项发布于2024年8月14的【生物学通讯】期刊上的研究表明， 红背蝾螈的数量和生态重要性都远超此前人们的想象 。该研究由伊万·格兰特（Evan Grant）博士领导，来自多个研究机构的科学家们共同参与了这项大规模的调查。

以往的研究认为红背蝾螈在北美东部森林中分布广泛，数量众多，但具体数量一直没有确切的估计。此次研究通过一种名为「标记-重捕」的科学方法，在18个分布于不同地区的森林进行了细致的调查。这项技术通过给部分蝾螈做上标记，然后再次捕捉并统计标记蝾螈的比例，来推算整个蝾螈群体的数量。研究人员巧妙地运用了统计模型，考虑了蝾螈躲避捕捉的可能性，确保了估算结果的准确性。

上图：红背蝾螈是美国东北地区最常见的蝾螈之一。研究人员通过对这类个体的标记-重捕研究，深入了解个体在空间上的分布格局以及研究区域种群的动态变化。图片来源：公域/USGS

分析结果令人吃惊： 每公顷森林（相当于一个标准足球场）中，红背蝾螈的数量竟然高达 1950~34300 只，平均值则达到了 9965 只！这比之前人们预想的要高出许多。

不仅数量庞大，红背蝾螈的生物量（单位面积内所有生物的总重量）也让人刮目相看。研究人员将红背蝾螈的生物量与其他常见的食草动物（例如白尾鹿）和食肉动物（例如鹿鼠）进行了比较。结果显示， 红背蝾螈的生物量竟然与白尾鹿不相上下，甚至高于一些常见的食肉动物，足足高出两到三个数量级 ！

这项研究的负责人格兰特博士表示：「 红背蝾螈庞大的生物量意味着它们在维持森林生态系统健康方面扮演着至关重要的角色 。虽然体型娇小，但它们却是森林食物网的重要一环。如果红背蝾螈消失，可能会对整个生态系统带来连锁反应，造成难以预料的后果。」

然而，正当科学家们对红背蝾螈的生态价值赞叹不已时，一种名为 蛙壶菌 （Batrachochytrium salamandrivorans，简称Bsal）的致命真菌正悄然蔓延，威胁着北美蝾螈种群的生存。这种真菌此前已经在欧洲造成了大规模的蝾螈灭绝事件。为了应对这一潜在的威胁，科学家们正在积极开展研究，探索保护蝾螈种群的有效措施。

上图：2022年3月20日，在美国马萨诸塞州哈伯德斯顿的一段木头下发现了一只成年雌性红背蝾螈。摄影：Alex Karasoulos（CC-BY-4.0）

Bsal真菌病是一种对两栖动物具有高度致病性的疾病，与曾导致全球两栖动物数量锐减的壶菌病 （chytrid fungus） 有着密切的亲缘关系 。自2013年在荷兰首次发现以来，Bsal已对欧洲中部的蝾螈种群造成了毁灭性的打击。虽然美国目前尚未出现Bsal疫情，但科学家们已高度重视这一潜在威胁。为了提前做好应对准备，研究人员利用计算机模型模拟了多种管理策略，结果表明，在Bsal入侵之前采取主动管理措施，对于保护本土蝾螈种群具有重要意义。

这项研究不仅揭示了红背蝾螈令人惊讶的数量和重要性，也提醒人们关注那些容易被忽视的「隐形多样性」生物。保护这些看似不起眼的生物，对于维持生态系统平衡至关重要。随着研究的深入，科学家们或许还会发现更多令人意想不到的生态奥秘。

感兴趣的「海洋与湿地」（OceanWetlands）读者可以参看全文：

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.

【标记- 重捕】

「标记 - 重捕」是一种常用的生态学研究方法，简单来说就是：先捕获一批动物，给它们做上标记（比如打上标签、植入微芯片），然后放回自然环境。过一段时间后，再次捕获一批动物，统计其中有标记的个体数量。通过比较两次捕获中标记个体的比例，我们就能估算出整个种群的数量，以及了解种群的动态变化，比如出生率、死亡率和迁徙情况。

这种方法之所以有效，是因为它基于一个简单的原理：如果我们假设标记的个体在种群中分布是均匀的，那么第二次捕获的样本中，标记个体的比例应该和整个种群中标记个体的比例相等。

【生物量】

生物量（ biomass ）是指在特定区域内，所有生物体的总质量或生物量。它可以是某一特定种群或生态系统中所有生物个体的干重或湿重总和，通常以单位面积或体积来表示。生物量是生态学研究中的一个重要概念，用于衡量生态系统的生产力、能量流动和营养循环，以及评估生物群落的健康和稳定性。

本文中提到了红背蝾螈的例子，这种小型两栖动物虽然每只只有 3 英寸长，但是它们的生物量惊人地高，与常见的食草动物（如白尾鹿）相当，甚至超越了许多食肉动物（如鹿鼠）。这一现象说明了尽管红背蝾螈个体较小，其在某一特定区域内的总重量可以与更大的动物相媲美，甚至在一些情况下显著高于这些动物。这种生物量的比较，不仅揭示了不同物种在生态系统中的重要性，也反映了其在能量和资源分配中的关键作用。

【蛙壶菌】

蛙壶菌（学名： Batrachochytrium dendrobatidis ）是一种致命真菌，专门感染两栖类动物。蛙壶菌可以通过水、土壤、以及受感染的个体进行传播，其传播速度之快令人震惊。自 1998 年被发现以来，它已经在全球范围内造成了大量两栖动物的死亡，甚至导致多个物种灭绝，成为近年来生物多样性丧失的一大元凶。这种病菌已经被世界自然保护联盟物种存续委员会的入侵物种专家组（ ISSG ）列入「世界百大外来入侵种」。

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