挪威北部海岸和北极之间广阔群岛上一些最丰富的生物多样性正等待着人们的考察,然而,考察工具不是高倍望远镜,而是放大镜镜头提供的精确图像。斯瓦尔巴群岛是北极熊、鲸鱼和海象的家园。然而,在岛屿生态系统中同样重要的是超过 1100 种无脊椎动物,包括甲虫、黄蜂、苍蝇、蛾子、弹尾虫、螨虫、蚜虫和蜘蛛,它们在斯瓦尔巴群岛的土壤、溪流甚至冰川上勉强求生。
它们中的许多物种已经进化出独特的方式来应对北极季节的极端环境,依靠诸如自脱水或天然防冻剂等技巧作为应对长达 10 个月极地冬季的生存机制。在短暂的夏季窗口期,无脊椎动物迅速活跃起来,在高纬度环境中发挥着不可或缺的作用,翻动养分以提高北极土壤的肥力。
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除了它们的实用性之外,还有一个首要的谜团仍然存在,那就是这些生物是如何到达这个环境恶劣的地方的。史蒂夫·库尔森是斯瓦尔巴大学中心的北极生态学家,他有一个预感。 20 多年来,库尔森一直在土壤中筛选、翻动岩石、用捕蝶网在空中挥舞,以寻找斯瓦尔巴群岛的无脊椎动物。他认为,其中一些小生物最初可能是通过藏在候鸟的羽毛中而搭便车来到斯瓦尔巴群岛的。研究人员将这种形式的“蹭车”行为称为附生。库尔森说,如果这是正确的,“偏远地区的殖民速度可能比我们想象的要快得多。”
今年夏天,库尔森和他的同事们设置了一些蛤笼,或者说是小型网帐篷,当好奇的鸟类被诱饵吸引过来时,这些帐篷会弹到鸟类的上方。在试验了几种不同尺寸的陷阱(40 厘米乘 40 厘米的尺寸“太显眼”)之后,他们成功捕获了 11 只雪鹀,这是一种常见的北极候鸟。该团队检查了雪鹀的羽毛,看是否有它们可能携带的无脊椎动物,然后放飞了这些鸟。
他们发现了三种非寄生性土壤无脊椎动物:一种小植食螨和两种中气门螨。其中后一种物种以前从未在斯瓦尔巴群岛被记录到。“这意味着这种螨虫一定是搭乘鸟类从大陆来到斯瓦尔巴群岛的,因此一定在鸟类身上停留了一段时间,”库尔森说。查尔斯·达尔文等人都知道鸟类提供的“快递服务”,他认为鸟类可能会传播粘在它们脚上的昆虫或植物卵,或者卵可以通过它们的消化道存活下来。但据库尔森所知,还没有人证明与鸟类没有寄生关系的土壤昆虫可以在鸟类的羽毛上长途跋涉。
这一发现对于理解斯瓦尔巴群岛过去和未来的殖民事件具有重要意义。尽管研究人员一直缺乏关于岛屿上无脊椎动物历史的明确知识,但他们一致认为,即使不是全部,大多数无脊椎动物可能也没有在上次冰期存活下来,上次冰期覆盖斯瓦尔巴群岛的冰盖持续了约 7000 年。相反,无脊椎动物在冰层消退后重新入侵斯瓦尔巴群岛,大约从 1 万年前开始。库尔森认为,鸟类可能在这个过程中发挥了关键作用。
随着斯瓦尔巴群岛和地球其他地区气候变暖,可能会扩大潜在地可以在远北地区生存的生物的范围。但是,为了扎根,螨虫和其他微小生物必须到达该群岛。通常,研究人员会认为,一种微小的、不会飞行的土壤无脊椎动物可能需要数千年的时间,才能通过偶然的洋流混合、风和偶然事件找到前往斯瓦尔巴群岛这样的地方的道路。然而,如果无脊椎动物搭乘迁徙鸟类的“顺风车”,那么这些物种可能一直在到达。“现在,它们无法存活下来,因为这里太冷了,但是如果它们已经在迁徙了,那么可能只需要切换到合适的气候就可以了,”库尔森说。
仍然存在一些问题,例如螨虫能在它们毫不知情的宿主身上停留多久,有多少物种可能正在进行这种传播方法,以及这种情况发生的频率。为了寻求答案,库尔森和另一位同事纳塔利娅·列别捷娃共同建立了“鸟类作为无脊椎动物区系传播媒介”研究项目,或 AVIFauna,这是一个由生态学家、分类学家和分子生物学家组成的国际团队。现在他们已经收集到了一些无脊椎动物,他们计划将斯瓦尔巴群岛“搭便车者”的 DNA 序列与在俄罗斯和欧洲鸟类越冬地发现的潜在无脊椎动物来源种群进行比较。他们认为,他们的发现也将适用于其他极地岛屿上的无脊椎动物殖民者。“偏远岛屿的传播,”库尔森说,“可能会比我们想象的快得多。”