在一个好意思满的生态系统中2024年皇冠百家乐

占据养分级最高等的，

经常皆是大型的食肉动物。

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姚蒙· 北京大学生态商议中心副商议员

格致论谈·湾区第22期 | 2023年5月20日 广州

全球好，我叫姚蒙，来自于北京大学生态商议中心。我的商议规模是分子生态学，也等于利用DNA（脱氧核糖核酸）等商议野灵活物的生态知识题。今天，我来讲讲高原食肉动物的进食规章。

在讲吃之前，我想先讲一个认识叫“养分级联”。它是说生态系统中不同的生物不错形成一个一个的养分级。比如咱们常见的绿色植物就形成了生态系统中的分娩者，经受太阳光就能助长；同期为它们上一个养分级，也等于食草动物提供食品；食草动物也相应地为它们的上一个养分级食肉动物提供食品。就这样，通过一个一个养分级之间的取食关联，物资跟能量就从下而上地沿着养分级传递。

不同养分级的生物之间通过这种取食关联，不错形成一条一条的食品链。一个生态系统中不错有许多条食品链，它们共同构成一个食品网。

关联词不管这个食品网有何等的复杂、它内部的养分级有何等的丰富，在一个好意思满的生态系统中占据养分级最高等的，经常皆是大型的食肉动物。是以咱们也管它们叫顶级捕食者。它们的存在对生态系统中各个生物皆起珍重大的转机作用。

顶级捕食者 调控生态网

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咱们来看个例子。

这是咱们全球皆熟知的一种食肉动物，狼。它是世界上漫衍相称等闲的一种大型食肉动物，也曾也等闲地漫衍在北好意思大陆。关联词早期的本事东谈主们不心爱狼，就把它从许多的生态系统中根猬缩了，也包括北好意思的黄石国度公园生态系统。

图片开头：Ripples et al., 2014 Science

狼是在20世纪早期被排除的。关联词几十年之后，就像左边这个图所示，黄石公园的丛林阑珊了。这个丛林原本十分宽阔，当今变得相称脱落，也被大片的草地所取代。

为了处理一系列的生态问题，东谈主们又从头把狼引入了黄石公园。狼引入10多年以后就如右边这幅图所示。全球不错看到这个丛林生态系统又复原了盼愿。丛林又更新了，许多小树苗又从头助长起来。

为什么会出现这样的欢畅？这就要从黄石公园的食品网结构开动讲起。

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图片开头：Ripples et al., 2014 Science

这个图片认识的是黄石公园的食品网，其中居于最高等的动物是狼。它的主要的食品是马鹿，是一种大型的有蹄类动物。

马鹿会啃食树木的树叶、嫩枝。当狼存在的本事，会对马鹿的种群起一个从上至下的调控作用，末端马鹿的种群不外度增长，丛林也不错较好地复原和助长。

关联词当狼的种群被东谈主根猬缩以后，马鹿的种群由于失去了这种顶级的末端，开动不受末端的繁衍。这就导致了马鹿对丛林的过度取食，丛林就住手了助长，住手了更新。这也影响到了通盘依赖丛林生态系统的其他动物，像各式鸟类、河狸等等。

图片开头：Wolf&Ripple，2018

是以咱们看到，大型食肉动物手脚顶级的捕食者，通过养分级联的关联，成功和曲折地对通盘这个词生态系统的厚实性起到相称重大的转机作用。

很厄运的是，尽管大型食肉动物有这样重大的生态系统功能，在全世界范围内它们的种群数目和物种数皆处于下跌经由中。

这主如果由于东谈主类的行径对它们的栖息地酿成了梗阻，一些成功的猎杀行动也影响了它们的数目，等等。是以如何保护好这些大型食肉动物亦然一个相称重大的商议课题。

图片开头：Ripples et al., 2014 Science

现时，世界上的少数地区还留存着相比丰富的大型食肉动物物种。咱们可能最初料想非洲。如这个图中间的位置所示，这个图里姿色越红的区域认识的是大型食肉动物物种越丰富的地区。

不错看到，非洲并不是大型食肉动物最多的地区。姿色最红的在图中靠右少许，是我国的西南平地和青藏高原的东南部地区，这是全世界大型食肉动物物种最丰富的地区，同期亦然世界的生物各种性热门地区。保护好它们亦然咱们相称重大的背负。

想要保护好生计在这里的各式各类的动物，包括大型的和中袖珍的各式各类的食肉动物，咱们最初要明显它们是怎么样在这些地区共同生计的。

食品是动物生计最重大的资源之一，因此这个问题就变成了：动物们要怎么吃智商共存？

商议动物怎么吃，最成功的目标等于去进行捕食行动不雅察。

比如图中所示，在这种非洲大草原的环境里，咱们不错成功开着越野车到一个动物资源相称丰富的地区。坐在傍边等，就不错看到这样的大型食肉动物捕食的场景。通过这样的法度，就不错知谈它们吃了什么。

关联词，这样的商议法度的应用场景相称有限，只适应于明朗且动物密度很高的场合。

像咱们的商议地点——中国的西南平地，就莫得目标诳骗这种商议法度进行不雅察。这里山高谷深，植被相称宽阔。商议东谈主员可能进去十天半个月皆看不见一只动物，更别说通过成功不雅察的法度看它们吃了什么。

关联词在这样的环境中，科学家也料想了目标。传统上来说，咱们不错通过采集动物的粪便，不雅察内部莫得消化的食品残渣来判断它们吃了什么，比如说一些吃剩的骨头或者毛发。

但通过这样的印迹来判断它吃的这些物种，可能导致效用相称不准确。这个法度相称依赖商议者本人的熏陶，有许多主不雅要素。而况它只适用于那些能留住硬质残留的食品，如果动物吃的是软组织，就莫得目标分析了。

跟着科技的发展，咱们当今有了新的器具来处理这个问题，等于利用粪便中的DNA来分析它的食性。

通过DNA来轻松食性依赖的是DNA序列，它不经过东谈主的主不雅判断，能相称客不雅且准确地轻松出物种。这样的法度适用于各式各类的食品类型，而况相称高效灵巧，因此成为了咱们商议野灵活物食性的一个有劲器具。

粪是一枝花 科研全靠它

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说到粪便，关于咱们商议野灵活物的东谈主来说，那是咱们的挚爱。因为它内部有许多许多的信息。

一方面它含有捕食者本人的DNA，不错通过它来商议捕食者物种的遗传学；它还含有许多食品的DNA，不错以此来分析食性；另外，它还包含一些肠谈微生物以及寄生虫的DNA，不错匡助咱们来了解这些动物的生理和健康情状。是以咱们说科研全靠它。

通过粪便DNA来解析动物的食性的基本要领能够有这样几步。

最初咱们在原野采集样品，也等于去捡屎；然后把粪便拿回到推行室进行DNA的索求，再进行分析；终末把它序列进行测序和后续的序列分析。通过序列分析，咱们就不错把DNA的信息还原成这个物种的信息。这样的法度就不错准确地判定这个粪便里含有的各式食品的物种构成。

有了这样的法度，咱们就开动在我国的西南平地开展商议职责。咱们考取了3个相比典型的山系进行采样，辞别是岷山、邛崃山和沙鲁里山。它们辞别位于我国四川的北部和西部的高原地区，这些地区具有相称丰富各种的生态系统和栖息地类型。

全球不错看到，这些是咱们拍的一些原野的实地像片，有峻岭、有峡谷，有山有水，有丛林、有草甸。这里多种的栖息地环境为这里各式各类的野灵活物提供了精雅的生计场合。咱们就在这样多种各种的栖息地里开动了咱们的原野样品采集“捡屎”行径。

这里有几幅像片，认识的是我跟共事李晟诚恳一齐捡屎，还有我确其时的博士生邵昕宁和陆琪——主要认真这个项指标同学在捡屎。除此之外咱们还发动了许多志愿者，包括当地的喇嘛也跟咱们一齐捡屎。是以如果你有时辰捡屎，也接待加入咱们。

咱们在原野能不雅察到各式各类款式相反的粪便，看到之后咱们皆会进行影像纪录。全球看到的这些像片是咱们其时发现的一些粪便的例子。

通过这样的像片，咱们不错看到粪便具有各式各类的款式。在原野，咱们不错通过粪便的款式对粪便开头物种作念出初判，等于判断它来自于什么动物。关联词这种初判时常是特等不准确的。回到推行室咱们还要用DNA进行更准确的物种识别。图中圆形部分是咱们识别出来的这些粪便的对应物种，这些粪便皆辱骂常好的样品。

傍边的GPS仪一方面不错认识出经纬度、海拔这些信息，另外还能起到一个参照系的作用，不错对照知谈粪便的大小。

固然，在原野也会遭遇形刻画色的粪便，有几次咱们相称厄运地检出过东谈主的“粑粑”。

咱们通过分析发现，在岷山、邛崃山和沙鲁里山，食肉动物的群落构成是不一样的。

在邛崃山咱们只发现了两种主要的食肉动物，辞别是豹猫跟亚洲金猫。

岷山有3种，除了两种袖珍的豹猫和赤狐之外，还有一种大型的是雪豹。

沙鲁里山是这3个商议地点中海拔最高的。它的食肉动物物种相称丰富，除了有6种大、中、袖珍的野生的食肉动物，此外还出现了狗。

全球知谈，狗是家养的。沙鲁里山亦然个藏族聚居的地区，许多牧民会养狗，有些狗就会逃遁出去，或者干脆成为流浪狗，是以在原野也会捡到狗的粪便。咱们将这些粪便也一齐进行了分析。

前后经过了6年多的原野的样品采集，咱们一共采集到1700多份的动物粪便，并对这粪便一一进行了DNA分析和数据筛选，终末取得900多份粪便的高质料分子食性的数据。这亦然全世界第一个多种食肉动物的分子食性数据集，在咱们的商议规模里如故具有相称重大的始创性意念念的。

用这样的数据集咱们就不错构建相称细腻的食品鸠合。这里认识了咱们探问的3座山的食品鸠合，每个鸠合里上头皆认识的是捕食者，底下这些小条皆认识的是它们的食品。每个小条等于一种食品。不同的姿色认识的是这个食品所属的目，等于它的不同的分类。

在这3个山系里，咱们一共检出了95种不同的食品，这认识出这个地区的食品相称相称丰富。中间的连线就默示它们之间的捕食关联。不错看到它们的捕食关联也相称纵横交错。

放大沙鲁里山的食品网，咱们来看一下它具体的情况。

不错看到，沙鲁里山有60种被捕食者，它们的代表性像片我放不才面了。这些被捕食者包括一些袖珍的，比如啮齿类的各式鼠像田鼠、鼠兔，还有兔子；还有更大一些的，比如一些有蹄类，比如各式鹿还有牦牛等等。还有一些鸟类也被检出了。

这认识了沙鲁里山有相称丰富的食品，也认识了捕食者之间的食品网关联相称纵横交错，这些线皆交汇在一齐。

另外咱们在分析中还发现，狗也取食了许多种的野灵活物。这指示咱们散养的家狗如果不受末端，也会对野灵活物酿成一定的危害。

食性各分离 动物共相处

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为了更好地解析它们食性的关联，咱们秉承了一些法度来分析。

像这个分析中，不同的姿色代表着不同的捕食者，姿色占据的空间就默示了它食性的各种性。不同捕食者之间如实存在着多若干少的色块换取，这认识的等于它们食性之间相似的部分。关联词咱们也发现，每一个捕食者皆有某个姿色单独占据的空间，也等于它独到的食性。

通过一些统计分析，咱们也发现不同动物的食性如实是有显赫差异的。它们是怎么罢了这种食性的分离的呢？咱们进一步分析了捕食者的体重与其食品体重的关联。

图片开头：Shao et al., 2021 Curr Biol

这个图上横轴从左到右认识的是捕食者体重的增多，从最小的豹猫开动一直到最大的棕熊。不错看到，跟着捕食者体重的增多，它们的食品的体型或者说体重也在相应增多，总体上呈一个线性的正有关关联。捕食者越大，它的食品也越大。通过这样的姿色，动物们相称好地罢了了捕食者之间食性的差异化。

咱们进一步还想看一下这些不同的大型食肉动物的捕食偏好性。它们心爱吃这个，如故不心爱吃这个。

图片开头：Shao et al., 2021 Curr Biol

这里左侧认识的是沙鲁里山不同的大型食肉动物，右侧上方认识了其中一些典型的有蹄类的食品。图上红色认识是它偏好捕食的，蓝色认识的是它规避捕食的。

不错看到这个图里有一个区域红色特等特等逼近，这认识的是狼、狗跟棕熊皆特等偏好取食牦牛、牛和马这3种有蹄类，且皆是家养的有蹄类，也等于咱们所说的牲畜。

这些野灵活物对牲畜的捕食在这个地区为什么这样多，我也分析了一下原因：因为这里是藏族聚居的地区，藏民的传统文化中终点包容这些野灵活物对牲畜的捕食，是以不会因此特等仇恨野灵活物。

咱们也算计，像这样的文化传统和宗教信仰能匡助这些野灵活物利用一部分牲畜手脚它们的食品补充，尤其是在它们野生的食品种群数目不及的本事。这也使这个地区有多种的大型食肉动物共存。

简便转头一下：咱们主要发现动物不错在食品的体型上进行食性分离，袖珍的食肉动物主要取食袖珍的食品，比如啮齿类，还有一些兔子等等。大型的食肉动物主要去捕食那些体型更大的食品，比如有蹄类像野生的鹿、家养的牦牛等等。是以它们之间就不错形成一个相称好的食性分离，减少它们之间食性上头的破裂或竞争。咱们把这个称为“和而不同”，动物通过食性的差异罢了了它们在并吞个生态系统中的共存共处。

豹猫来采样 好大信息量

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在这个商议中还有一些其他的发现，超出了咱们原本的遐想。可能有些特等犀利的不雅众仍是发现，在这3个山系里皆有相同一种食肉动物，等于豹猫。

豹猫是一种袖珍的猫科动物，它的体型就跟正常的家猫差未几大，在许多场合皆有漫衍，我投诚广州也有。它的食性特等广，基本上什么皆吃，特等杂。我其时就在想，咱们能不可用豹猫手脚采样者，让它去帮咱们查验不同生态系统里的生物各种性呢？

为了考据这个想法，我就又从头开动组织全球招募志愿者，在宇宙许多场合开动捡豹猫的粪。最终在5个山系捡了许多的豹猫粪便，进行了食性分析。商议效用如实考据了我的假说。

咱们发现，一个袖珍禽兽物种纪录越丰富的地区，豹猫食品里小兽的物种也越丰富。也等于说豹猫的食性丰富度和当地的物种丰富度，呈现很好的正有关关联。

有了这个，咱们就不错用豹猫手脚采样者，用豹猫的粪便快速地对不同地区生物各种性进行摸底分析。这样的商议法度也会大大促进咱们对不同地区生物各种性的了解。

图片开头：Shao et al., 2021 Front Ecol Environ

由这个商议膨胀开来，咱们还不错发散念念维。豹猫是一种中袖珍食肉动物，而在全世界范围内，中袖珍食肉动物的物种数和种群数皆是远远高于大型食肉动物的，是以咱们辞世界上各大洲险些皆不错发现它们的行踪。

如果咱们利用它们的粪便，将它们手脚生活在这些地区的生物各种性的汇集者，是不是能匡助咱们更好地了解这些不同地区的这些袖珍的禽兽、鸟类致使是鱼类和虫豸等等。

这些类群各种性信息不错响应当今全球变化情况下，东谈主类行径等对野生生态系统的影响，也能匡助咱们更好、更积极地去应酬这些变化。是以咱们建议，这些中袖珍食肉动物能够手脚原野科研的好帮忙、手脚采样者来提拔科研职责。

今天的演讲跟全球共享了咱们在原野不雅察这些食肉动物的商议，主要有几个要点的论断，也不错说是留给全球的一些念念考。

第一个是，食肉动物，尤其是大型食肉动物对一个生态系统举座有相称重大的转机功能。

另外，大型食肉动物之间不错通过不同的姿色形成食性的分离，包括大型和中袖珍食肉动物之间也不错通过这样的姿色形成一个更融合的共存关联。

此外，中袖珍食肉动物还不错手脚咱们科研的一个好帮忙。

也但愿全球能够在今后愈加温和和因循食肉动物的保护。但愿这些动物能够永久地生计在咱们的地球，也但愿咱们能更好的保护生态系统的好意思满和功能。

好，我的呈报就到这里，谢谢全球。

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