在佐治亚州海岸线的中途，萨佩洛岛被超过4,000英亩的盐沼环绕，广阔的茂盛草地在寒冷的月份里闪耀着金色。但是这个美丽的屏障岛屿正在经历气候变化的一些最严峻的影响：海水入侵、强烈的风暴和洪水。
科学家们注意到，在过去的几年里，岛上发生了一些更微妙和不寻常的事情。一种曾经不显眼的穴居蟹突然消灭了大片沼泽碱草，这种植物固定了南部大部分沿海沼泽地，并保护着脆弱的物种。这种微小的紫色沼泽蟹，Sesarma reticulatum，似乎正在重塑——并分裂——该岛的沼泽。
耶鲁大学碳封存实验室的生态学家和项目主管西内德·克罗蒂使用航空图像记录了螃蟹对美国东南部海岸沼泽地的影响。为了调查变化的原因，克罗蒂和她的同事将航空图像分析与历史潮汐数据和海平面上升的数值模型相结合。
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这些潮汐小溪正在因紫色沼泽蟹而扩张。图片来源：Sinead Crotty
他们的研究结果发表在美国国家科学院院刊上，表明螃蟹通过吞食潮汐小溪源头的碱草，正在改变盐沼对海平面上升的反应。研究人员表示，气候变化导致的水位上升软化了沼泽土壤，为螃蟹创造了最佳的穴居条件。然后，螃蟹活动增加导致更长更宽的小溪，将沼泽排入海洋。多年来，这个过程将沼泽从连续的草原转变为被螃蟹啃食的小溪分割的斑块。
这一发现挑战了长期以来的范式，即只有水流、沉积物、植物和人类活动——而不是动物——塑造盐沼对海平面上升的反应。研究人员表示，这种螃蟹可能是第一个被确定为关键物种的生物，关键物种是指由于气候变化，在其生态系统中具有不成比例的重要性和影响力的生物。这不太可能是最后一个。
克罗蒂说，令人难以置信的是，“这种非常小的生物，直径只有一两英寸，竟然可以改变像整个沼泽景观这样大的东西，从谷歌地球图像上就可以看到。”
佐治亚州海岸的科学家们已经知道Sesarma螃蟹正在通过啃食碱草来扩大潮汐小溪，萨佩洛岛佐治亚大学海洋研究所主任梅里尔·阿尔伯说。但这项新工作表明，螃蟹的行为可能会加速沼泽长期以来因海平面上升而造成的损失。“这表明我们的沼泽可能比我们想象的更脆弱，”她说。阿尔伯没有直接参与这项研究，但该研究所为研究团队提供了后勤支持。
克罗蒂最初是在与合著者马克·伯特尼斯在布朗大学的实验室担任本科生时遇到Sesarma的。2011年，伯特尼斯的团队发现螃蟹是科德角突然发生的沼泽死亡事件的幕后黑手，此前过度捕捞减少了条纹鲈鱼等捕食者的数量。更南方的沼泽土壤以前太硬，螃蟹无法获得显著的爪子抓力，克罗蒂和她的同事想知道海平面上升是否会使土壤变软。
该团队分析了潮汐数据，发现南方沼泽现在每天被淹没的时间比1990年代长达一个小时。研究人员表示，这个过程确实软化了土壤，帮助穴居蟹茁壮成长。美国东南部海岸的航空照片表明，从1990年代到2010年代后期，Sesarma啃食的沼泽小溪的数量平均增加了两倍半。在研究区域，该团队发现，螃蟹啃食的小溪的快速扩张使沼泽的排水量增加了高达35％。
通过消灭碱草，螃蟹还破坏了对生态至关重要的动物（包括蜗牛和其他软体动物）的保护性覆盖物。研究人员通过将蜗牛和贻贝拴在被啃食和未被啃食的小溪附近的钓鱼线上，检查了萨佩洛岛的捕食水平。克罗蒂说，他们发现这种覆盖物的丧失会使小型无脊椎动物——它们为具有商业重要性的物种（如蓝蟹和红鱼）提供食物——更容易受到捕食者疯狂觅食的影响，从而可能破坏整个生态系统。
佛罗里达大学的生态学家和该研究的首席研究员克里斯汀·安吉利尼说，人类活动正在重置哪些物种对生态系统行为具有最大的影响。她观察到，由于过度捕捞和气候变化，紫色沼泽蟹正在“到处肆虐”。
气候变化为几种物种提供了危险的优势。海洋变暖和酸化使海胆等捕食者更容易啃食珊瑚。本地植物正在输给能够随着天气变暖而更早开花的外来品种。加勒比海地区更高的温度可能有助于破坏珊瑚礁的入侵狮子鱼扩大其活动范围。但是，科学家们以前没有记录到这些生物像紫色沼泽蟹那样对生态系统的功能（从其实际形状到捕食者和猎物之间的相互作用）产生如此大的影响。
弗吉尼亚大学的生态学家琳达·布鲁姆说：“我没有理由怀疑气候变化会改变物种的相互作用，从而出现新的关键物种。”她没有参与这项研究。但是，她补充说，该团队关于海平面上升通过软化沼泽土壤创造新的螃蟹栖息地的结论建立在“大量间接证据”之上。她建议应该通过实地实验来测试螃蟹自身的活动是否会促进更容易的穴居。
现在，研究人员正在调查萨佩洛岛的Sesarma螃蟹活动增加可能如何将埋藏的碳暴露在空气中，以及螃蟹是否通过在体内积累这些化学物质来提高附近超级基金场地的污染物浓度。
安吉利尼说，还需要做更多的工作来了解螃蟹是否正在影响海水内陆移动的速度：“我们不知道这是否是最终导致沼泽淹没的第一步，或者沼泽是否会保持稳定并在这种破碎的状态下持续数十年。”