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高纬度山脉中的可爱小孔雀鱼:为何成为外来入侵物种?

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高纬度山脉中的可爱小孔雀鱼:为何成为外来入侵物种?

文|遇见锦鲤鱼

编辑|遇见锦鲤鱼

前言

如果你曾经去过宠物店或者水族馆观赏水生动物,可能见过孔雀鱼,它们的形状和大小各不相同,有些有大而漂亮的鳍,而有的则长着鲜艳的鳞片。

孔雀鱼不仅受到宠物主人的欢迎,科学家们也发现孔雀鱼有很多有趣的特性,这些鱼非常适合研究外来物种如何快速适应新的环境。

但是这种不起眼的小鱼如果饲养不当,也会对当地环境产生不利的影响,为何孔雀鱼会在世界各地广泛引入?作为外来物种它们又有何危害?

什么是孔雀鱼

作为一种亚热带地区生活的鱼类,它们的学名为特立尼达孔雀鱼,通常人们称呼它们孔雀鱼,这些可爱的鱼在宠物贸易中很受欢迎,但看起来与野生种群不同。

这是因为它们在圈养中繁殖,具有理想的特征,例如美丽的鳞片颜色和鳍的形状,在野外孔雀鱼的身长往往小于2英寸长,是一种小型淡水鱼。

孔雀鱼原产于南美洲东北部的河流和湖泊,与大多数鱼产卵后经过一段时间孵化出小鱼有所不同,但孔雀鱼会生下完全成型的小鱼苗。

目前孔雀鱼生活在除南极洲以外的各大洲,因为它们以蚊子幼虫为食并减少蚊子带来的疾病危害,孔雀鱼已被引入世界各地,这是一种生物防治形式——使用有益的生物体来消除自然界中的害虫或其他问题。

孔雀鱼也通过宠物贸易传播,因为许多宠物主人将不需要的孔雀鱼释放到池塘或溪流中,这种行为可能会在这些新地区造成问题,因为它们会损害本地物种和生态系统。

孔雀鱼作为模式生物

生物防治公司和宠物店并不是唯一对孔雀鱼感兴趣的组织,生物科学家喜欢研究孔雀鱼,因为它们是模式生物,一种为了解生物过程如何发生而进行研究的生物体。

生物学家从模式生物中学到的东西可以应用于其他生物学习演化,生物种群中基因在几代个体中的变化随着时间的流逝,这些微小的变化可能会导致更大的后果,例如适应环境或新物种的出现。

进化是种群遗传密码在几代人中潜移默化的发生了变化,这就是为什么我们看到如此多的惊人生物多样性。

生物学者经常会在地球上特定地区发现新的物种种类,科学家们对在特立尼达发现的孔雀鱼特别感兴趣,这片区域是临近委内瑞拉海岸附近的加勒比海岛屿。

特立尼达的孔雀鱼通常生活在临近几个大而美丽瀑布的淡水溪流中,孔雀鱼有时可以在瀑布的上游移动,但它们的大鱼却不能来到这片水域。

这导致出现了两种不同地理位置的孔雀鱼,与捕食者一起生活的孔雀鱼(高捕食性栖息地)和不与捕食者一起生活的孔雀鱼(低捕食性栖息地)。

科学家们利用这些栖息地来测试环境差异如何导致孔雀鱼的生物多样性,与捕食者一起生活的孔雀鱼体型较小,生育的后代更多,颜色种类也相对较少。

不与捕食者一起生活的孔雀鱼则相反,它们体型更大,一次生育的鱼苗更少,颜色鲜艳,追踪孔雀鱼的这些特征是科学家了解孔雀鱼如何在有差异的地方,用不同方式进化得完美。

特立尼达的孔雀鱼生活在两种类型的栖息地中,这些栖息地被瀑布屏障隔开,高捕食地的孔雀鱼与较大的肉食性鱼类生活在一起,而低捕食地的孔雀鱼没有这方面的担忧。

栖息地之间的这种分离状态,在特立尼达的许多不同溪流中时常发生,它允许科学家测试捕食者以及栖息地中的其他因素导致孔雀鱼种群的进化。

孔雀鱼自然选择

孔雀鱼帮助我们了解物种是如何进行自然选择种群适应环境的过程,自然选择导致生物体更善于在特定环境中生存和繁殖。

自然选择是一个导致种群变化的过程,以便它们能够在环境中更好地生存,任何一组生物在每个个体之间都有微小的变异或差异,孔雀鱼也一样。

这种变异对于种群的生存很重要,因为某些特征更适合特殊环境,当环境发生变化时,由于它们的基因突变,一些孔雀鱼会比其他孔雀鱼有更好的生存机会。

幸存下来的孔雀鱼可以繁殖并将这些特征传递给它们的后代,几代后孔雀鱼的数量将发生变化,这些有用的特征就会被保留下来。

这些由自然选择引起的进化使种群更适合在新环境中生活,此过程称为适应物种的性状在几代鱼中发生变化,以更好地适应其环境的过程。

通常是通过自然选择环境的变化和适应共同产生了多种性状,随着时间的推移,旧种群之间可以产生全新的物种。

当孔雀鱼与大型掠食性鱼类一起生活时,它们会考虑如何避免被吃掉,为了做到这一点,其中一种方法是加快他们的生命周期。

这些孔雀鱼繁殖速度快,因此它们很有可能在被吃掉之前生下后代,这些孔雀鱼也有很多宝宝,所以即使有些小鱼苗被吃掉,其他后代也会存活下来。

高捕食地的孔雀鱼还有许多其他行为可以帮助它们避开捕食者,例如呆在更大的群体中并保持警觉。

在没有捕食者存在的栖息地孔雀鱼有不同的问题,因为它们没有被捕食者吃掉的顾虑,所以孔雀鱼往往更多,更多的孔雀鱼意味着更多的食物竞争。

这些孔雀鱼长大成人后,产下的小鱼苗更少,但个体的体型显得更大,这是因为体型较大的鱼更擅长与其他鱼类争夺食物。

十分有趣的是,这些独特的特征可以在孔雀鱼中迅速进化,科学家曾经认为形态差异巨大的进化变化需要数千年甚至数百万年的时间,现在我们知道这并不总是正确的。

进化的速度可能比我们意识到的要快得多,我们知晓这一点的一种方法是通过操纵特立尼达溪流中的孔雀鱼。

科学家们将孔雀鱼从高捕食环境转移到没有孔雀鱼的瀑布上方低捕食环境中,这些引入的孔雀鱼在短短 11 年内就发展出了与其他低捕食地区孔雀鱼种群相同的特征!

孔雀鱼还帮助我们了解物种是如何进化的性选择,正如雄性孔雀鱼的外观更加的漂亮,它们有五彩斑斓的鳞片以及长长的尾鳍。

性选择是由于生物体寻找配偶的能力不同,进而改变生物体的过程,交配和繁殖更多的个体会有更多的后代继承他们的特征。

因此随着时间的推移,受到配偶青睐的特征就会随着遗传基因保留下来,有时这些特征可以帮助个体吸引配偶,而其他特征则允许个体在肢体对抗中胜过竞争对手。

在孔雀鱼的世界中,雌性通常会选择它们想要交配的雄性,通常它们更容易被明亮、色彩缤纷的雄性所吸引,尤其是那些橙色较多的雄性。

生物学家不知道为什么雌性孔雀鱼更喜欢这些颜色,一种观点认为这些鲜艳的色彩更引人注目,因为这样看起来像它们的食物,或者五彩颜色的雄性可能倾向于生更多的孩子。

它们通常也更活泼好动,并且具有适合环境的基因,为了炫耀自己的颜色,雄性会在雌性周围“跳舞”。

如果雌性喜欢眼前的雄鱼,便会和他交配,那为什么野生孔雀鱼没有进化成颜色更为丰富多彩的孔雀鱼呢?

这里有一个问题,在有很多捕食者的环境中,鲜艳的色彩是十分危险的,色彩缤纷跳舞的雄性更有可能吸引捕食者,因此在高捕食环境中雄性色彩较少,它们通常会跳过舞蹈并立即尝试与雌鱼交配。

成为入侵物种

目前孔雀鱼已经遍布全球,现在池塘、湖泊甚至温泉中都有它们的身影,虽然孔雀鱼可以快速适应新环境,但它们也会产生许多问题,如逐渐转变成入侵物种。

超出其原生范围的入侵物种会损害生态系统,以及生活在那里的本地物种,因为生态系统是物种与其环境之间复杂相互作用的结果。

引入一种与本地物种不同的鱼类会影响整个生态系统的功能,孔雀鱼通过食用本地物种或与它们竞争,威胁着当地的生物多样性。

例如在夏威夷发现的本地鱼类称为虾虎鱼,而孔雀鱼是生活在溪流中的淡水鱼,可以爬上高达 330 英尺的瀑布,两者现在同一环境下竞争。

结果是虾虎鱼表现不佳,孔雀鱼会吃掉它们的卵和幼苗,并与它们争夺食物,这样会改变环境中的营养物质含量。

一些种类的虾虎鱼现在正面临灭绝的危险,了解孔雀鱼如何与其他物种相互作用,并影响生态系统将有助于我们保护本地生物多样性。

孔雀鱼的进化让生物学家如此着迷的原因是,我们可以实时观看这个过程,当生物体进化时,它们也会改变自己与环境互动的方式。

这是最有趣的部分,当它们的基因发生变化时,环境也会发生变化,例如我们可以假设一个更擅长吃某种特定食物的生物,随着越来越多的生物进化出这种特征,生态系统中这种食物的数量将减少。

食物供应的这种变化可以改变整个生态系统,有时环境会发生很大的变化,以至于该环境中的生物体必须适应这些新条件。

生物体的进化变化(由环境引起)和生态系统中的环境变化(由进化引起),两种条件之间的相互作用称为生态进化反馈生,接下来处于新环境中的个体会适应环境、改变环境并在这里生活下去。

让我们以孔雀鱼为例,当孔雀鱼从高捕食环境适应低捕食环境时,它们会以不同的水生物种为食,高捕食环境的孔雀鱼更喜欢吃小型无脊椎动物,它们比藻类更有营养。

当它们移动到低捕食地点时,它们开始以无脊椎动物而不是藻类为食,很快孔雀鱼的数量达到了很高的水平,而无脊椎动物的数量却减少了。

无脊椎动物爱吃藻类,所以无脊椎动物越少藻类就越多,随着环境的改变这些孔雀鱼必须再次适应以丰富的藻类为食。

总结

地球上每个地区的物种都有它们自己生活的栖息地,在经理漫长的时间推移,它们也进化出适合当地环境的代谢系统,并实现生物圈的闭合。

正如同一种孔雀鱼,居住在瀑布上游的鱼群和下游的鱼群食物占比完全不同,当环境改变后,个体为了自己的生存会改变自己的食谱。

作为一种观赏用的宠物鱼,我们应该合理对待它,不能随意将孔雀鱼遗弃在野外的水塘中,为了我们的生态环境警惕入侵物种带来的危害。

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