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狼:生态系统中的疾病控制者

时间:2019-08-05 16:18来源: 未知作者:于洋

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    想必大家都听说过狼帮助美国黄石公园恢复植被的故事:20世纪初,美国国家公园管理局消灭了黄石公园中的狼。在此之后,马鹿对杨树和柳树枝叶的取食使小树难以长大,树林覆盖率大幅下降。过了几十年,狼被重新引入黄石公园, 通过捕食马鹿以及因为捕食行为给马鹿带来的恐惧效应,使树林逐渐恢复。这是经典的最高捕食者通过自上而下的营养级联影响整个生态系统的生态学案例。
    然而几年之后,有研究者提出了反对意见:杨树和柳树欣欣向荣的地方大多有人工河狸坝,这与水位有关,与马鹿啃食关系不大,更与狼的捕猎没关系。尽管狼是黄石公园生态系统的主要构成部分,但它和马鹿、杨树、柳树的营养级联模型太过简化,与真实发生的情况并不贴合——虽然研究者们到现在也不十分清楚真实发生的情况,因为生态系统中的影响因素太多太多。
    自上而下对植被的影响被打了个问号,但总有研究者青睐狼,觉得它除了吃鹿吃羊吃野猪之外,还有不为人知的价值。例如欧洲的研究者们发现,狼对野猪的捕食能够降低结核病交叉感染家畜和其他野生动物的概率。
    结核是由分歧杆菌感染造成的疾病,严重时会导致被感染动物的死亡。病原体会在家畜和野生动物间通过被污染的植物、水、泥土、饲料或其他媒介交叉感染。家畜的结核感染会带来很大的经济压力, 例如对家畜流动、交易的限制造成的损失和检测结核病产生的花费等。而野生动物中的结核感染还可能进一步威胁濒危野生动物的续存。
    很多时候,结核病来源于固定的野生动物宿主,例如北美的鹿科动物、不列颠群岛的獾、新西兰的刷尾负鼠,以及南非的水牛等。而在欧洲,特别是伊比利亚半岛,结核病存在于一个包括家畜和多种野生动物的复杂系统中,其中最主要的感染来源是野猪。
    对于结核病的控制主要针对两个方面:野生动物和家畜之间的接触和来源宿主种群中的感染。在欧洲,扑杀野猪已经被证实能够有效降低野猪种群和其他宿主的结核感染率。那么狼对野猪的捕食能够降低被感染的个体,增加未被感染个体的比例,从而达到降低野猪种群的结核感染率和野猪交叉感染其他动物的概率吗?
    通过监测西班牙西北部狼和野猪的数量以及野猪的结核感染率, 研究者们通过建立数学模型探索狼的存在是否会影响结核病的传播。他们发现在进行监测的14年中,虽然狼的数量在增加,狼对野猪的捕食也在增加,但是野猪的密度依然会升高。这一趋势的前提是野猪的数量还未超过当地生态系统的承载力,因为狼对野猪的捕食降低了野猪种群中结核的感染率,所以因结核病死亡的野猪数量下降了,下降的数量甚至超过了狼捕猎造成的野猪数量的损失。
    这样看来,捕猎者数量上升反而促进了猎物的种群增长,这似乎与我们预想的食物链关系并不相同。那么结核感染率呢?在这一变化发生的14年中,野猪种群密度增加了2倍,种群中的结核感染率则下降了近4成,环境中的病原体下降了超过50%。这对于降低其他动物包括家畜的结核感染都起到了极大的帮助作用。
    但是病原体大幅下降的变化是基于一个重要假设:狼有选择地捕猎小猪和严重感染的个体。如果野猪的年龄和健康状况不会影响狼对它们的捕食,那么野猪种群中的结核感染率只会下降一半左右,野猪的种群密度也不会有显着增长,而是略微下降。如果狼只捕食小野猪,结核感染率的下降幅度则会更小。总而言之, 狼控制结核传播的关键在于什么样的野猪在它的菜单上。
     实际上,野猪一般能活比较长的时间,年龄较大的野猪更加擅长抵御捕食者,因此被狼捕猎的概率更低。被严重感染的个体常因为出现疾病症状而易于被捕食,同时它们也是那些会排出病原体的个体,在结核病的蔓延中扮演重要角色。小猪则因为免疫系统不完整而更容易被病原体严重感染。所以研究者们认为,狼的选择性捕猎假设是相对而言比较贴近真实情况的。
    通过模型预测,研究者们发现如果假设狼的数量不变,长期看来狼的捕食能够使野猪种群维持在一个稳定的水平,并且将结核感染率和环境中的病原体保持在较低的状态。如果狼的数量在缓慢下降,并在几十年后消失,那么野猪的种群密度会因为失去捕猎压力先上升,再因为种群中的结核感染率的上升而下降。值得注意的是,这种情况下,野猪种群密度最终达到的稳定值与狼的数量不变时相差无几,然而结核病的感染率则相差达上百倍,结核交叉感染其他动物的可能性也远远高于狼继续存在的情况。因此在狼和野猪这一体系中,狼的存在与否对野猪种群密度的长期影响并不显着,但狼的存在能有力地控制结核病的蔓延。
    狼对野猪结核病的控制实际上并不是孤例。在其他地方,研究者们发现狼对鹿的捕食能够帮助控制慢性消耗疾病;松鸡种群中的寄生虫数量会随着捕猎者的增加而减少;小型哺乳动物捕食者的数量下降造成了当地莱姆病发病率的上升。这其实也不难理解:例如有实例证明感染了炭疽病的水牛更容易沦为狼的猎物,被寄生虫或疾病感染的动物可能因为疾病症状或虚弱等原因,比起健康个体更易被捕食。在一个种群中,被感染个体越来越少,健康个体的比例越来越高,疾病感染率和病原体的传播就都会下降。
    当然,狼对野猪疾病的控制只是一个例子,这种捕猎者控制猎物疾病的方法不一定适用于所有生态系统或疾病传播体系。不挑食的捕食者可能不会按照人们的设想专门去捕食某种猎物中被感染的个体,甚至还有可能把不能维持病原体的猎物作为主食, 导致疾病传播概率的增加,猎物数量会因为疾病和捕猎的双重压力而下降。
    但是捕猎者对猎物疾病控制的潜力是值得被发掘的,疾病控制也是生态系统服务的一个重要部分,而且最重要的是它可以很经济。至少在狼和野猪的例子中,狼捕猎家畜造成的损失远远小于监测和控制结核病的花费。
(责任编辑:admin)
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