新调查方法揭示马达加斯加生物多样性的惊人内幕!

保护生物学专家迪姆比·拉哈林贾纳哈里,在马达加斯加的森林里走了好些年,光是数数岛上那些显眼的物种,比如狐猴和鸟类,就花了不少功夫。2012年到2018年,他负责该国家公园服务的监测和研究工作,那时候的监测还是老一套,主要靠追踪几种物种来推断森林状况和生态系统健康。

“保护工作就盯着那么几个目标物种。没看到它们,就说森林退化了,”他告诉Mongabay,“但反过来也可能一样:你找到了它们,森林却早就糟透了。”这话说得真是戳心。

如今,拉哈林贾纳哈里在马达加斯加生物多样性中心当监测主任,也加入了一个叫LIFEPLAN的全球计划,试图扭转这种局面。LIFEPLAN把生物多样性监测的视野拓宽了,不再只围着那几种目标物种转,而是涵盖了更广泛的生物——包括那些超多样但还不怎么为人知的类群,像节肢动物和真菌。

构建全球生物多样性的全景图

在世界各地的83个地点,LIFEPLAN的研究人员同步追踪节肢动物、真菌、哺乳动物和鸟类。他们的工作基于之前的一项努力——昆虫生物群系图谱,这个项目在2019年到2020年间测绘了瑞典和马-达加斯加的昆虫生物量,后来扩展到覆盖多个生物类群的全球项目。扩大的项目采用相同的方法,全年重复,横跨各大陆,以便在各地之间一致地比较多样性,进而探讨气候变化或人类压力可能如何塑造未来的生态系统。

“这些序列代表的是之前谁都没见过的东西。大多数分类群都是未知的,这在世界任何地方都一样,”瑞典农业科学大学的生态学家、LIFEPLAN项目负责人之一托马斯·罗斯林说。

在整个项目中,研究人员至今已累积了177年的音频记录、2100万张相机陷阱图像、7000份土壤样本、19000只马来斯陷阱捕获的昆虫,以及29000个旋风采样器样本,用来评估真菌孢子。这些数字听着就让人瞠目。

在马达加斯加,这个项目覆盖了50多个地点,横跨全岛的气候梯度。拉哈林贾纳哈里说,大部分工作依赖当地社区,他们维护着一套采样工具网络——包括昆虫陷阱、相机陷阱、录音机、土壤采样器和旋风采样器——并定期上传数据。这活儿可真不轻松。

实地考察困难重重:路不通、手机信号差、东部还经常下大雨,有时把设备都搞坏了。他还补充说,招募和培训懂点文化、会用数字工具的当地员工也特别费劲。

不同的力量塑造不同的生命形式

LIFEPLAN已经为马达加斯加的昆虫多样性画出了一幅新颖的图景,模型预测大约有25.5万种节肢动物。

在一项即将发表的研究中,美国加州科学院的昆虫学家布莱恩·费舍尔领导的研究团队,利用这些数据来检验:那些解释脊椎动物多样性的环境因素(比如气候或地理屏障),是否也适用于岛上的节肢动物和真菌?答案出乎意料地清晰。

“我们没料到这些机制会脱钩得这么彻底,”费舍尔告诉Mongabay,“这意味着,为一个类群优化的保护策略,比如围绕鸟类或狐猴热点建立保护区系统,系统性地无法代表节肢动物或真菌的多样性。”这话让人暗捏一把汗。

费舍尔说,对节肢动物来说,地理距离是驱动多样性的主要因素。这种模式表明,每一片剩下的森林都藏着不可替代的节肢动物多样性,而每一片已经消失的区域,可能都带走了独特的物种。“当你在岛上移动时,节肢动物的群落迅速变化,不管气候如何;而真菌则追踪气候,不理会地理。”这真是个冰冷的事实。

昆虫的优先保护区域

这些发现已经开始影响马达加斯加的保护规划。在最近的一次全国生物多样性研讨会上,分类学家们按学科分开讨论,根据最新数据确定未来保护和探索的优先区域。研讨会前,昆虫学家利用LIFEPLAN数据构建模型,根据地理距离估算不同地点可能有多少独特的昆虫物种。然后,这些模型被用来识别能够捕获最大昆虫多样性的区域。

“根据我们的周转模型,从一个森林斑块到另一个,距离越远,物种的周转就越大,”费舍尔说。一个地点多达三分之二的物种,在80公里外就找不到了。

费舍尔告诉Mongabay,团队用这种方法,优先考虑那些离现有保护区最远的森林斑块。“我们制作了一张地图,标出了50个优先位点,用来捕获当前保护区网络中没代表的物种。”这像是在给未来的保护行动指路。

构建长期生物多样性监测的基础

把生物多样性监测变成可持续的系统,需要时间和资源,但可以逐步扩展到站点级监测。

费舍尔说,一个覆盖10个地点的实际生物监测项目,每年大约要花7.5万到15万美元,具体取决于站点可达性、实验室处理和数据分-析。“五年下来,就能产生统计上有意义的基线,以及第一个可察觉的趋势数据。”他补充说,真正的投资在人——训练有素的当地技术人员,他们维护设备、管理采样,并积累长期经验。

要在节肢动物群落中检测出有意义的变化,至少需要在同一地点进行10到15年的标准化采样。费舍尔说:“这正是为什么现在就用LIFEPLAN协议的严谨和可重复性来建立基线如此重要。”

拉哈林贾纳哈里表示,想法是让LIFEPLAN的方法成为马达加斯加保护区的长期生物多样性监测系统,与马达加斯加国家公园管理局、非政府组织,甚至监测恢复成功的公司合作。“目标不仅仅是追踪森林在树木生长方面的恢复,而是评估更广泛的生物多样性是否真的回归了,”他说,“随着我们的方法能长期监测生物多样性,我们可以找出生态系统变化的可靠指标。”

引用文献:

Hardwick, B., Kerdraon, D., Rogers, H. M., Raharinjanahary, D., Rajoelison, E. T., Mononen, T., … Ovaskainen, O. (2024). LIFEPLAN: A worldwide biodiversity sampling design. PLOS ONE, 19(12), e0313353. doi:10.1371/journal.pone.0313353

Ovaskainen, O., Winter, S., Tikhonov, G., Abrego, N., Anslan, S., DeWaard, J. R., … Dunson, D. (2024). Common to rare transfer learning (CORAL) enables inference and prediction for a quarter million rare Malagasy arthropods. Nature Methods, 22(10), 2074-2082. doi:10.1038/s41592-025-02823-y

Miraldo, A., Sundh, J., Iwaszkiewicz-Eggebrecht, E., Buczek, M., Goodsell, R., Johansson, H., … Ronquist, F. (2025). Data of the Insect Biome Atlas: A metabarcoding survey of the terrestrial arthropods of Sweden and Madagascar. Scientific Data, 12(1), 835. doi:10.1038/s41597-025-05151-0

Ovaskainen, O., Abrego, N., Furneaux, B. , Hardwick, B., Somervuo, P., Palorinne, I., … Roslin, T. (2024). Global Spore Sampling Project: A global, standardized dataset of airborne fungal DNA. Scientific Data, 11(1), 561. doi:10.1038/s41597-024-03410-0

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