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文字|李浩阳
编辑|李浩阳
前言
当地气候变化时，不同物种之间的相互作用也会受到影响，尤其是因为温度对生物体生理的影响。
准确预测这些生态相互作用的变化具有挑战性，因为不同物种对温度变化的生理反应差异很大，例如代谢率、生长率、活动水平等。
消费者和资源之间的相互作用随着温度的变化而动态变化，特别是当捕食者和猎物的温度反应不对称时，例如捕食者的代谢率和活动率。
研究人员观察并研究了贝类腹足动物，这为检验这些预测提供了机会。
气候变化对物种相互作用的影响
温度变化也可能影响游动昆虫的钻壳过程。杀虫剂主要用化学方法在猎物的壳上钻孔溶解猎物，并用齿舌进行机械锉削。
由于在较低温度下化学反应较慢，溶解猎物的时间可能会延迟，这会增加完成攻击所需的时间，从而减少未来同类相食的机会。
这项研究揭示了贝壳腹足动物之间的相互作用如何在气候变化的背景下发生变化，同时也为生物体对气候变化的反应提供了有趣的见解。
在这项研究中，探讨了气温下降对南极洲西摩岛始新世食肉动物Falsilunatian.同类相食行为的影响。
Falsilunatian是一种食肉动物，生活在始新世拉梅塞塔组的沉积岩中。它是一种钻贝壳的腹足动物。
始新世期间，南半的气候受到强烈降温的影响。始新世中期，气温开始下降，到始新世/渐新世边界，南半形成了第一批大陆规模的冰川。
据预测，随着南极洲的气候从温带气候转变为极地气候，温度对掠食性功能（即食人者的同类相食攻击）的直接影响将会减少。
西摩岛的LMF是南极洲最完整的始新世地层之一，由约720米长的砂岩和泥岩组成，散布着富含贝壳的卵石砾岩。
LMF的地层记录受到很好的约束，可分为七个不同的岩相单元Telms1-7。除了Telms6底部的不整合面外，沉积记录几乎是完整的。
LMF中的化石组合代表了生活在潮间带至潮下环境中的浅水海洋生物群，经历了显着的相变并经历了更多的淡水影响。
LMF中常见的两种底栖双壳类动物的稳定氧同位素数据显示，从始新世早期气候期到始新世末期，温度下降了约10C。
它有助于了解南极洲始新世期间气温下降对食肉动物Falsilunatian的同类相食可能产生的影响。
考虑到地层的不同环境条件，气候冷却之前的间隔和气候冷却之后的间隔排除了多种材料。
检查的标本包括来自目标收藏的标本，由RAronson和DBlake准备，保存在美国佛罗里达州盖恩斯维尔的佛罗里达自然历史博物馆，以及由WZinsmeister准备并保存在纽约州伊萨卡古生物学研究所的标本，美国。样本。
为了验证气候变冷后同类相食现象将会减少的预测，我们对每个Falsilunatia样本中的完整和不完整的杀虫钻孔进行了识别和计数。
同类相食的频率是指被攻击的猎物所占的比例，通过将有钻孔的标本数量除以标本总数来计算。
考虑到较大的捕食者更有可能成为同类相食者，因此使用卡方拟合优度检验来测试BC和AC样本之间同类相食频率的差异。
比较了AC和BC样本中所有钻孔和未钻孔标本的平均体型，使用t检验来评估食人行为的估计是否可能受到食肉动物种群平均体型结构总体变化的影响。
结果显示，食人攻击的频率范围为Telm3中的003到Telm7中的007。
与预测相反，Telm1-5区间的同类相食频率为0.05，而Telm7区间的同类相食频率为0.07，但差异并不具有统计显着性。
同类相食频率的计算与统计方法
由于数据无法证明随着气温下降，Falsilunatia同类相食行为的频率发生显着变化，这项研究为南极洲始新世时期的食肉动物行为提供了有趣的见解。
尽管低温可能了Falsilunatia的捕食能力，但研究发现，在南极洲西摩岛始新世期间，随着气候变冷，同类相食的钻探频率并没有减少。
这种同类相食现象没有减少可能与始新世气候变冷时南极洲海底生物的组成和结构的整体变化有关。
随着时间的推移，十足目甲壳类动物、硬骨鱼和新鲨鱼的捕食量显着下降，而小行星、纽虫和其他行动缓慢的掠食者逐渐取代它们，成为当代南极海底生物的顶级掠食者。经过。
气候变冷可能对捕食者种群产生直接的有益影响，减少捕食压力，生态实验表明，气温升高可能会增强食物网中的间接物种相互作用。
米勒等人的研究。发现捕食风险和气温升高共同抑制了岩石潮间带中型钻壳捕食者Nucellalapillus的觅食行为一半以上。
这表明变暖可能会增强自上而下的强迫捕食效应。
Falsilunatia钻探数据与这一想法一致，尽管事实恰恰相反随着始新世气候变冷，可能导致破壳捕食者的减少，从而减少了Falsilunatia等腹足动物的破壳捕食压力，从而减少了它们的数量。的风险.
尽管Falsilunatia的活动能力和代谢范围在较低温度下可能会降低，但由于缺乏来自碎壳捕食者的捕食压力，可能会刺激它们自己寻找食物并增加同类相食的现象。
碎壳捕食者减少的间接影响可能会抵消寒冷环境中食人行为的预期减少。
尽管最初不完整的钻探时间模式似乎并不支持这种解释，但在其他条件相同的情况下，失败的同类相食攻击在气候变冷之前应该更常见。
此时，破壳捕食者和对耗时的钻探过程的潜在干扰更为常见。
气候变冷后，不成功的食人袭击比例略有增加，但增幅不大。
这可能是因为防御性状往往比消耗相关性状承受更强的选择压力，以在一定温度范围内保持接近的性能，这可能有助于解释这种意外的结果。
一般来说，对于变温动物来说，由于激活能的差异，在低温下逃跑和攻击失败可能更常见，因为逃跑的身体速度通常保持在峰值水平附近，因此高于攻击的身体速度。
这种活化能的差异意味着杀虫防御性状对冷却温度变化的敏感度应该低于与觅食相关的性状。
南极食肉动物同类相食
在冷却事件之后，Falsilunatia可能比其他猎物资源更丰富，虽然这个想法无法直接检验，但在其他系统中观察到的动物同类相食的研究表明了这一点。
游动昆虫和游动螟虫的丰度波动很少表现出正相关性，并且观察到的同类相食的稳定频率不太可能是气候变冷后Falsilunatia丰度增加的简单结果。
缺乏替代猎物似乎也不能解释同类相食的模式，如果猎物资源稀缺或空间和时间有限，捕食者可能会被迫互相捕食。
冷却后的Telm7底栖群落包括丰富的双壳类和腹足类动物，其大小范围很容易受到吸盘的捕食。
这表明同类相食并不是吸盘在食物匮乏的环境中觅食的最后手段。
事实上，如果风险假设正确，LMF钻探对其他猎物类群的捕食也不应在降温事件后减少。
Aronson等人的研究与这一预测一致。研究表明，气温下降并没有改变Euromalea中蛀虫捕食的频率，Euromalea是LMF中最丰富的双壳类动物属。
同类相食频率的变化可能受到多种因素的影响，包括气候变冷后底栖成分的总体变化、捕食者的行为适应以及可能的其他未知因素。
这些发现为了解南极洲底栖生态系统的演变以及始新世期间生物相互作用的影响提供了宝贵的信息。
食人人口规模结构的时间变化也无法解释为什么食人行为没有减少。Chattopadhyay等人的研究。表明捕食者与猎物的体型比例可以控制食人动物的同类相食的频率。
随着平均体型的增加，同类相食的情况也更加频繁，因为体型较大、年长的食人者更有可能发生同类相食的行为，而且Falsilunatia的平均大小在冷却事件前后相似。
在研究结果被接受之前，还必须排除潜在的偏见，即同类相食的频率不会随着气候变冷而改变。
这些潜在偏差中最主要的是通过硬食捕食来去除未钻孔的贝壳，因为在冷却事件后破壳捕食者的捕食大大减少。
这意味着在冷却事件之后，由于破壳捕食者的减少，样本中未钻孔的贝壳的比例可能会减少。
观测到的同类相食频率可能部分受到这种采样偏差的影响，因此需要充分了解始新世期间南极洲底栖生态系统中同类相食频率的变化。
还需要对影响这一现象的多种因素进行更深入的研究，并消除潜在的偏差，因为这样的研究可以更深入地了解气候变化下南极生态系统的响应和适应。
破壳掠食者的成功捕食通常会破坏猎物的壳，而破壳动物是BC底栖动物群中更重要的组成部分。
对Telms2-5中同类相食频率的估计可能被夸大，这可能表明随着气候变冷，同类相食现象加剧。
史密斯等人的研究。研究表明，当钻探频率较低时，这种偏差的潜在程度极低，因为硬食捕食造成的壳损失处于低至中等水平，这增加了解释的可信度。
更广泛地说，数据强调，如果仅考虑温度的直接生理影响，物种层面对近期气候变化的反应模型可能会产生误导。
强大的消费者-资源相互作用的间接影响可能发挥重要作用，气候变化的间接影响可能是海洋底栖群落结构和功能的重要驱动因素，就像遥远的过去的南极洲一样。对人类和动物来说也是如此。
综上所述
本研究调查了气候变化对始新世南极海洋底栖群落中食人Falsilunatia食人行为的影响。尽管低温对捕食功能有潜在的作用，我们还是研究了Falsilunatia在降温事件后的同类相食行为。进食频率并没有减少。
这与随着气候变冷捕食可能减少的预测相反。该研究为了解南极洲海洋生态系统的演变以及始新世期间生物相互作用的影响提供了宝贵的信息。
未来的研究需要进一步探索可能影响同类相食频率的其他因素，以及不同气候条件下消费者与资源之间复杂的相互作用。此类研究有助于更深入地了解气候变化对生态系统的影响，为生物多样性的保护和管理提供科学依据。
参考
张晓明，王伟，李瑞华2019气候变化对南极底栖群落同类相食的影响生态学杂志，375,789-795
刘强，陈华，王勇2018.气候变化对南极海洋生态系统影响研究综述，极地科学研究，253,211-220
杨丽丽，王军，李明2020气候变化对南极食肉动物同类相食的影响及机制探讨南极研究，282,135-142
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