每個島嶼的野生動物緣何最終模樣趨同?

位於馬達加斯加東部的富饒且火山衆多的法屬留尼汪島,有時因其氣候和地理性質的相似性而被稱爲夏威夷火山的姊妹島。那些熟悉其看似原始的植被的人可能會驚訝地發現,那裡有一半的植物是由人類引入的,儘管它們在 16 世紀就到達了該島。那麼,某些物種是如何以及爲什麼到達的,而其他物種卻沒有呢?

這些正是來自巴黎薩克雷大學、中國海洋大學和柏林生物多樣性研究所的五名科學家團隊着手要回答的問題。人類長期以來一直在世界各地運送物種,這促使科學家們思考這些活動所帶來的影響。聯合國負責研究生物多樣性的科學機構 IPBES 指出,全球非本土物種的數量約爲 37,000 種。據估計,每年有 200 個物種進入新的領地,導致 1,215 個本地物種滅絕。

人類是整個生物世界中非本土物種引入的首要原因,無論它們是爬行、攀爬、游泳還是飛行。事實上,也許與直覺相反,我們在塑造島嶼鳥類羣落方面發揮了決定性作用。雖然本地物種花了數百萬年時間來適應這些島嶼非常特殊的氣候、地質和環境限制,但僅在幾百年內,我們的到來就在生態和遺傳層面上極大地擾亂了這些羣落。

但是,有哪些因素可以解釋爲什麼有些島嶼的非本土物種比其他島嶼多呢?

自達爾文以來,島嶼生物多樣性的問題就一直盤桓在科學家的腦海中。

1957 年,美國生物學家羅伯特·H·麥克阿瑟(Robert H. McArthur)和愛德華·O·威爾遜(Edward O. Wilson)試圖瞭解島嶼上本土物種的分佈情況,這一科學如今被稱爲生物地理學。對不同島嶼上現存物種的細緻研究讓他們得出了許多觀察結論:距離大陸最遠的島嶼物種最少;而另一方面,最大的島嶼物種最多。

這兩位生物學家由此制定了兩條數學定律來闡釋島嶼上物種多樣性的程度。這兩條定律構成了島嶼生物地理學動態平衡理論的基礎:島嶼越大,所能支持的物種就越多(面積-物種定律);島嶼距離大陸越遠,物種多樣性就越少(隔離-多樣性關係)。

但當時這兩人沒想到的是,短短 60 年,人類會怎樣迫使科學家重新思考生物地理學定律。這就是科學研究多年來一直想要搞清楚的問題,我們最新的研究是這一領域的又一貢獻。我們特別感興趣的是研究鳥類,全球鳥類物種超過 10,000 種,其中近百種已經消失,主要是因爲引入了非本土物種。比如,索科羅鴿就是這樣,它是少數墨西哥島嶼的特有物種,因爲貓的捕食,現在已經在野外滅絕了。

研究鳥類特別有意思,因爲它們是地球上研究得最透徹的動物羣體之一,多虧了大量的數據收集,包括它們的棲息地、飲食習慣,甚至喙或翅膀的大小。這些豐富的信息使它們成爲理解人類與非本土物種關係的有價值的羣體。

通過對這一羣體展開研究,我們得以證實,甚至在生物地理因素之前,旅遊業、海運與空運、城市地區及農業的發展,還有人口密度,均對島嶼上非本土鳥類的多樣性起着關鍵作用。

夏威夷羣島距離大陸超過 3000 公里。然而,由於其衆多的港口和機場,它們與大陸的聯繫非常緊密,並面臨着大規模的旅遊業。它們現在還包含了幾十種非本土鳥類。

相比之下,塞內加爾以西的佛得角羣島距離大陸海岸僅 650 公里,但人口較少,交通基礎設施也較少。這些島嶼上的非本土鳥類數量不到五種。

另一個令人憂心的現象是,人類不但把物種帶到了大自然原本不會安排它們的地方,而且還精心挑揀某些具有令他們感興趣的特徵的物種族羣。被引入的鳥類通常是在地面覓食的食草動物,對居住地點不太講究,因爲它們能夠在廣泛的棲息地裡存活,甚至更傾向於在受干擾的棲息地生活。

被引入島嶼的非本土鳥類之間的親緣關係,比在沒有人類干預時所預期的要更爲密切。實際上,我們知道人類選擇引入的物種(無論是否自願),而且它們往往屬於同一個科或者親緣關係密切的科,彼此長得相似,就像雞形目科(如母雞、火雞和野雞),它們起源於亞洲、非洲或美洲,但被歐洲殖民者傳播到島嶼上,這些殖民者運輸家養種羣用於食物或狩獵。

如今,這些物種在世界上的許多島嶼上已變回野生種羣,給當地羣落帶來了嚴重破壞。這些物種具有共同的生態特徵,例如體重較高或普遍的飲食,並且在世界各地島嶼引入的不同種羣正在導致羣落越來越相似。

通過研究非本土鳥類的空間分佈,我們能夠凸顯出非本土多樣性的熱點區域,也就是和其他地區相比,有許多物種被大量引入並建立起來的地方。一些島嶼,如夏威夷、新西蘭和留尼汪島,包含大量非本土鳥類,引入了具有各種特徵和科的鳥類。相比之下,北大西洋的島嶼、印度洋的塞舌爾以及印度尼西亞和巴布亞新幾內亞的大島非本土鳥類數量較少。然而,這些鳥類仍然具有獨特的特徵,包括主要爲了造福人類而選擇的特徵。

所有這些都給島嶼生物多樣性描繪了一幅非常令人擔憂的圖景,更別提生物入侵之外的威脅了。

我們已經知道,入侵是導致島嶼上物種滅絕的主要原因。此外,引入物種的選取對新的鳥類羣落有着直接的影響。我們還目睹了島嶼上存在的一種同質化現象:如果所有被運輸、引入且定居下來的物種都具有相同的特徵,那麼即使地理位置相距甚遠的島嶼上的羣落最終也會看起來非常相似。

除了對於熱帶島嶼上可能出現的越來越相似的鳥類羣落所產生的美學方面的擔憂之外,多樣性的缺乏大大降低了這些物種適應全球變化(如氣候變化、棲息地喪失、污染和過度開發)的可能性。一方面由於滅絕,另一方面由於入侵物種的引入,鳥類羣落變得越來越相似,這給生物多樣性的未來以及其在這些日益普遍的全球變化面前的恢復力帶來了嚴重的問題。