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巴西雨林對人類活動的回應

黃腿畫眉(鶇黃柄)吃著尤特普毛竹水果

研究人員說,巴西熱帶森林的大型、吃水果的鳥類的消失導致該地區森林棕櫚在過去的100年中產出了較小及繁殖不甚成功的種子。這些發現提供了證據說明人類活動可觸發自然群體中的快速演變。

巴西聖保羅Estadual Paulista大學的Mauro Galetti以及一個國際性團隊的同事利用呈片狀分佈的雨林來進行他們的自然實驗,這些雨林在19世紀時因為咖啡和甘蔗發展而變得支離破碎。他們收集了超過9000個來自22個不同的可食埃塔棕群的種子並用一個統計學、遺傳學及進化模型的組合確定了該地區大型、可播散種子的鳥的消失是所觀察到的該棕櫚種子尺寸縮小的主要原因。

該項研究發表在5月31日出版的《科學》雜誌上。

Galetti說:「不幸的是,我們在研究工作中所記錄的影響可能不是孤立的事件。大型脊椎動物在自然棲息地的普遍、快速的滅絕很可能為許多熱帶物種的進化軌跡帶來了前所未有的變化。」

研究人員估計,在一般情況下,諸如森林砍伐等人類活動驅使物種滅絕的速度比自然進化過程要快近100倍。然而,幾乎沒有多少研究成功地記錄了這種由人類活動所更改的快速生態系統的演變。

Galetti及其他研究人員發現,在那些因為咖啡及甘蔗種植而變得支離破碎的呈片狀分佈的森林所產出的棕櫚種子明顯變小並且不再能夠支持喙會張得很大的鳥類——即那些鳥喙寬超過12毫米的鳥類,如犀鳥和大型傘鳥科鳥類。他們說,相反,在未受到干擾的其他呈片狀分佈的森林中,大喙鳥類仍然能夠築巢而棕櫚樹也能繼續產出被這些鳥成功播散的大個的種子。

Galetti解釋說:「小種子更容易受到乾燥的影響且無法承受預計的氣候變化。」但生活在支離破碎的呈片狀分佈森林中的如畫眉等小喙的鳥類則無法吞下及播散大型的種子。由於這一種子播散活動的受損,該地區的棕櫚繁殖就變得不那麼成功了,而較小的種子發芽長出的是不甚茁壯的幼苗。

研究人員考慮了範圍廣泛的諸如氣候、土壤肥力及森林覆蓋等環境因素的影響,但它們中沒有一種能夠解釋多年來在支離破碎的森林中棕櫚種子尺寸的改變。他們進行了遺傳學分析並確定了該地區森林中棕櫚種子的演變性縮小可能是在受到最初干擾的100年內發生的。

這一時間量程提示將熱帶森林改做農用——這種情形的開始可追溯到19世紀並迫使許多大型鳥群從該地區遷出——觸發了森林棕櫚的快速演變並導致了較小且產生了不甚成功的種子。

長時期的乾旱及不斷變暖的氣候(如對南美氣候模型預測所預計的)對依賴動物播散種子的熱帶樹木種群特別有害。據研究人員披露,整個大西洋雨林生物群落的大約80%是呈碎塊狀分佈的,而成功地恢復這些棲息地則極端地依賴於對動植物間互惠性互動的保留。

Galetti說「棲息地喪失及物種滅絕正在引起生態系統組成和結構的劇變,這是因為關鍵性的生態互動正在喪失。這牽涉到關鍵性生態系統功能的喪失,這些生態系統功能可以決定進化的演變且比我們所預期的要快得多。我們的研究工作凸顯了確認這些關鍵性作用的重要性,目的是快速地診斷生態系統的功能性崩潰。」

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