雌蚊不僅比雄蚊大，而且對淡水生態(tài)系統(tǒng)的影響也更大。在一項在實驗池塘進行的對照研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，池塘生態(tài)系統(tǒng)的巨大差異取決于食蚊種群中雄性和雌性的比例。在以雌魚為主的池塘中，研究人員觀察到比雄魚為主的池塘更明顯的生態(tài)變化，包括浮游動物更少，藻類更豐富。

加州大學(xué)圣克魯茲分校(UC Santa Cruz)生態(tài)學(xué)和進化生物學(xué)助理教授埃里克?帕爾科瓦奇(Eric Palkovacs)表示，經(jīng)常被用來控制傳播疾病的蚊子的食蚊魚，可能是世界上被引進最多的淡水物種。它們也被國際自然保護聯(lián)盟列為世界上100種最糟糕的入侵物種。

“眾所周知，食蚊魚會對當(dāng)?shù)氐牡畡游镌斐捎泻τ绊?，很多地方都在努力控制和消滅食蚊魚。它在澳大利亞和新西蘭被稱為‘鼠疫小魚’，因為它的影響非常劇烈?！?/p>

Palkovacs和他的研究生David Fryxell分別是10月21日發(fā)表在《英國皇家學(xué)會學(xué)報B》上的一篇論文的資深作者和第一作者。

營養(yǎng)級聯(lián)

除了吃蚊子幼蟲，食蚊魚還捕食其他昆蟲幼蟲、兩棲類幼蟲和水蚤等浮游動物，水蚤是淡水生態(tài)系統(tǒng)中以藻類為食的微小甲殼綱動物。雌食蚊魚比雄食蚊魚更喜歡大的食物，有更高的攝食率，在有其他雌食蚊魚存在的情況下花更多的時間覓食。高水平的捕食會在食物鏈中產(chǎn)生漣漪，生態(tài)學(xué)家稱之為“營養(yǎng)級聯(lián)”。當(dāng)食蚊魚大量消耗水蚤時，由此產(chǎn)生的營養(yǎng)級聯(lián)會導(dǎo)致藻類的增加。

“水蚤是淡水池塘的主要食草動物，可以控制藻類的數(shù)量，”Palkovacs解釋說。“我們發(fā)現(xiàn)，以女性為主的食蚊類種群會引起更劇烈的營養(yǎng)級聯(lián)反應(yīng)。雄蟲越多，水蚤的數(shù)量越高，藻類的豐度越低。

在以女性為主的池塘里，還可以看到溫度和pH值的升高。

Palkovacs指出，許多研究都著眼于性別二型性的進化生物學(xué)(身體大小或顏色等特征上的性別差異)和性別比例的變化(當(dāng)種群偏離男女一對一的比例時)。但是很少有人注意到這些現(xiàn)象的生態(tài)后果。

“當(dāng)一個物種的雄性和雌性在體型等特征上存在差異時，它們可能會使用不同的資源，或以不同的方式與生態(tài)群落互動。因此，物種可以根據(jù)種群的性別比例來改變生態(tài)系統(tǒng)的形狀，”Palkovacs說。

控制策略

蚊魚自然種群的性別比例在世界各地有很大差異。此外，一些用于控制蚊子種群的方法可能導(dǎo)致性別比例的變化。例如，誘捕或撒網(wǎng)會選擇性地除掉較大的魚，所以主要是針對雌性。Palkovacs說:“在這種情況下，雌魚比雄魚數(shù)量多是一件好事，因為雌魚對生態(tài)系統(tǒng)的影響最大?！?/p>

有人提出了另一種策略，涉及對魚的基因進行控制，使雌性只生雄性后代?！斑@個想法是為了減少人口的生育能力。我們的研究表明，這種策略可能是雙重有益的，從長遠來看會導(dǎo)致種群數(shù)量減少，同時也會在短期內(nèi)造成更多的雄性偏多的種群，而對生態(tài)的影響則不那么嚴(yán)重，”Palkovacs說。

除了對食蚊魚管理的實際意義之外，這項研究還強調(diào)了一個可能在自然界普遍存在的重要現(xiàn)象?！靶詣e二型性非常普遍，性別比例的變化也是如此。這不僅僅是一種食蚊現(xiàn)象。

為了進行這項實驗，研究人員在UCSC的Long Marine實驗室的水平場地上設(shè)置了一排大型儲罐。他們從附近的池塘收集沉淀物和浮游生物，在每個容器中建立一個小型的淡水生態(tài)系統(tǒng)。食蚊魚是從加利福尼亞蚊蟲病媒控制區(qū)獲得的，按性別分類，以五種不同的性別比例放入魚缸，外加無魚參考處理。

鳥網(wǎng)把可能捕食魚類的鳥類和哺乳動物擋在外面，但允許自然產(chǎn)生的昆蟲和兩棲動物在魚缸里產(chǎn)卵。在實驗中，兩棲動物在所有的處理方法中都產(chǎn)卵，但只在沒有蚊子的容器中發(fā)現(xiàn)了小的兩棲動物(蝌蚪)。

食蚊魚對當(dāng)?shù)厣锒鄻有缘奈：σ驯粡V泛研究。性別比例可能在這方面發(fā)揮重要作用，盡管還需要在自然環(huán)境中進行更多的研究，以了解野外性別比例變化的影響，“在所有其他自然變化中，”Palkovacs說。

除了Fryxell和Palkovacs，論文的合著者還包括UCSC研究生Travis Apgar、Heather Arnett和緬因大學(xué)的Michael Kinnison。這項工作由國家科學(xué)基金會、加州大學(xué)圣克魯斯分校和緬因州農(nóng)業(yè)和森林實驗站資助。