捕食壓力如何改造生態系?

壓力加速了蚱蜢的新陳代謝,使它們四處找尋容易消化的醣類還有碳水化合物,以便快獲得能量。這可能不只影響它們的獵物,甚至是整個所處的生態系。有關的研究在過去的一個月內發表在三份期刊中,可能引起大的回響。

在比較放鬆的情況下,許多動物選擇高蛋白食物,那有助於生長與生殖。但當四周有捕食者埋伏時,動物就需要能量以快速餵飽高張的身體,還有逃跑-如果需要的話。耶魯大學的生態學家Dror Hawlena 發現這樣的捕食壓力,會對草原造成生態上的影響。

Hawlena在自然生長的植被中設置幾個籠子,有些籠子裡放蚱蜢,有還加了被膠水黏住口器的蜘蛛,如此一來,蚱蜢就會感到「害怕」(有壓力),但不會被吃掉。結果發現,暴露在有掠食壓力下的蚱蜢,食物偏好會從高蛋白的禾本科植物,轉變為含有高醣量的菊科植物。

一開始,這種食性的轉換被認為和躲避天敵蜘蛛有關。為了釐清可能的原因,Hawlena也在室內用人工調製的高醣,及高蛋白「餅乾」飼養了蚱蜢。而這部份的實驗也得到了類似的結果-受驚嚇的蚱蜢偏好高糖分的餅乾。

所有高糖分的食物都意味著受驚嚇的蟲子,攝取較多碳,較少的氮。同時,它們的身體會降解蛋白去合成更多的葡萄糖,最後使身體明顯地含有較多的碳及較少的氮。當蟲子死亡並腐化後,土壤就會比較不肥沃。

Hawlena認為,生態系可能會透過兩種方式受到恐慌的蚱蜢影響。第一,它們取食較多的菊科,較少的禾本科,改變了草原的物種比例。第二,土壤吸收較少氮,會間接影響生長在上面的植物種類。在一項仍持續進行的研究中,Hawlena藉由觀察感到壓力及沒有壓力的蚱蜢,屍體腐爛的區域,其土壤裡菌種的組成,得到了有趣的結果。他預期,可以得到類似在其他動物身上的結果-活得較放鬆的動物,死亡後會讓土壤較肥沃。

這項發現有助於生態學家更了解過去無法解釋的生態改變,也使得生態學更接近可以預測的科學。

然而,即使這樣的關聯存在,也不是這麼顯而易見。和Hawlena所研究的蚱蜢一樣,黃石公園的麋鹿,也因為面臨捕食壓力與否而改變食性。一些研究人員預測,當狼回到公園後,麋鹿將遠離一些「危險區域」,使得該區域的白楊樹得以消長。在這樣的理論下,即使只有幾隻個體,狼會對整個地貌有巨大的影響。

可惜不是如此,根據Matthew Kauffman和他的同事最新的研究指出,白楊樹的生長,並不能清楚地反映出狼的出沒;雖然麋鹿的確躲避了狼,但並沒有頻繁到可以改變白楊樹的族群。也就是說,狼的影響沒有被放大。

這也可能因為麋鹿在冬季往往挨餓,所以牠們願意承擔任何風險去覓食-包括被狼攻擊的風險。

蚱蜢的對壓力生理反應,是否會放大到植物、土壤、微生物……等等更多的層面,或者這個影響太小,以至於被其他生態系複雜的因子所掩蓋,還有待進一步的研究。

資料來源:NatureNews: How stress shapes ecosystems [21 September 2010]

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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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