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至少 50 年来,阿拉斯加的布里斯托尔湾一直是美国最有价值的渔场之一。平均而言,渔民每年在该海湾寒冷的水域捕捞约 2500 万条红鲑鱼。2009 年,捕捞价值超过 1.2 亿美元。
西雅图华盛顿大学(U.W.)水产与渔业科学学院的科学家认为,他们知道为什么布里斯托尔湾年复一年地如此高产:数百个不同的红鲑鱼种群栖息在流入该海湾的河流和湖泊网络中,这种巨大的种群多样性缓冲了整个渔业,使其免受环境变迁的影响。
该物种内的多样性创造了科学家所谓的“投资组合效应”,因其类似于多元化投资组合而得名:一些鲑鱼种群在某些条件下表现更好,而另一些则在不同的约束条件下繁荣发展,但整个渔业保持稳定。
科学家们早就知道生物多样性可以稳定生态系统。但是,正如 U.W. 的科学家在 6 月 3 日发表在《自然》杂志上的一篇关于投资组合效应的论文中所报告的那样,种群多样性通常比物种多样性受到的关注要少得多,即使种群的灭绝速度可能是物种的 1,000 倍。“我们用来评估生物多样性的衡量标准几乎完全集中在物种的丧失上,”该论文的主要作者、生态学家丹尼尔·E·辛德勒说。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
辛德勒和他的同事分析了来自布里斯托尔湾的五十年数据,包括鲑鱼返回该地区湖泊、河流和支流产卵的计数、年龄和时间。每条鱼都返回其出生地,而这些育儿场所的多样性产生了物种内部的差异。例如,返回深湖的雄性红鲑鱼会长出驼背以吸引雌性,变得非常圆,看起来像餐盘。但是,如果雄性红鲑鱼长着从水中突出的驼背,返回浅溪的雄性红鲑鱼将成为灰熊的容易目标。相反,这些鱼的形状像鱼雷。
时间也促成了多样性:一些布里斯托尔湾红鲑鱼在迁徙到海洋之前会在淡水中度过一年,而另一些则会停留两年。有些在海上停留的时间更长,并且在不同的位置停留;有些则在季节的早期返回产卵。辛德勒说,并非所有这些生命史策略每年都有回报,但是“有足够的赢家来弥补输家”。
投资组合效应也对渔民有利。辛德勒和他的同事预测,如果没有这种适应,布里斯托尔湾的渔业将因鱼类回游不佳而每两到三年关闭一次,而不是每 25 年关闭一次。在种群多样性低得多的地方,例如加利福尼亚州的萨克拉门托河和华盛顿州曾经强大的哥伦比亚河,鲑鱼渔业急剧下降,并经历了频繁的繁荣和萧条周期。
科学家们表示,他们的论文是第一个量化种群多样性稳定效应的论文,是一个“游戏规则改变者”,因为它为管理各地物种提供了更好的方法。“我们开始考虑的不是我们有多少鱼回来,而是我们有多少鱼的多样性回来,”也是在 U.W. 的合著者雷·希尔伯恩说。
促进多样性的一种方法是积极保护栖息地,而不是关注目前看来表现良好的种群。“任何将所有资金都投入到'热门'股票(无论是安然还是佛罗里达州房地产)的人都吸取了教训,”希尔伯恩说。
投资组合效应还表明,管理者应该尽量减少孵化场的使用,孵化场会产生更同质的种群,并且应保护弱势种群免受过度捕捞。“现在真正虚弱的种群很容易变成未来的强大种群,”辛德勒解释说。
根据辛德勒及其同事的说法,布里斯托尔湾的发现为受墨西哥湾漏油事件影响的物种带来了希望。即使石油消灭了某些鱼类和其他动物的种群,同一物种内的其他种群(占据不同的栖息地或在不同的时间孵化)也可能会幸存下来。最具弹性的物种将是那些没有把所有鸡蛋放在一个篮子里的物种。
预计投资组合效应还将帮助物种适应气候变化。尽管布里斯托尔湾是采矿和水力发电的目标,但它目前周围大部分是未受干扰的栖息地,没有水坝或孵化场。戈登和贝蒂·摩尔基金会的迈克尔·韦伯斯特说,保护这个鲑鱼堡垒在更温暖的未来将更加重要,他是与 U.W. 科学家一起撰写论文的合著者。“鲑鱼会像加利福尼亚人一样,沿着海岸向上迁徙。”