@ 2021.09.04 , 11:39

澳大利亚的入侵物种甘蔗蟾蜍因没有了天敌,开始同类相食

如果要为世界上的入侵物种拍一部大电影,甘蔗蟾蜍完全有资格被放到海报里——当然不是因为它们长得好看。原产于南美洲的甘蔗蟾蜍,当初被引入世界各地的许多生态系统,天真的人类希望用它们控制农业害虫。但现在,蟾蜍已经成了一种害虫,最明显的是在澳大利亚。蟾蜍原生地的捕食者和寄生虫早已免疫了它们的毒性;但在蟾蜍被引入的地方,它们的毒腺对其它生物是巨大的威胁。

但或许是大自然的制衡。没有天敌的澳大利亚甘蔗蟾蜍的蝌蚪现在开始的同类相食。

同类相食行为似乎是环境里缺乏竞争物种时的一种进化反应,导致甘蔗蟾蜍转向种内斗争。

从进化的角度来看,同类相食行为作为一种限制同种其他成员的竞争的方式是有意义的。但是悉尼大学的研究小组跟踪了蔗蟾的行为,认为该物种对澳大利亚的成功入侵加剧了这种进化压力。入侵物种的标志之一是它在新环境内的丰度,这时对有限资源的竞争就变得更加激烈。同类相食行为不仅限制了这种竞争,而且还提供了营养资源。

随着澳大利亚蔗蟾的密度达到了其原生地密度的10倍,蟾蜍之间的竞争日趋激烈。而这种竞争在蟾蜍发展的早期阶段就已经开始。新孵化的受精卵要花时间发育成大蝌蚪,在这段时间里,它们经常会被更大、更成熟的蝌蚪吃掉。在一个蟾蜍人口稠密的水体环境里,在成熟的蝌蚪出现后产下的卵,没有多少有机会长大。

当孵化出来的小蝌蚪长大到一定程度,它们虎视眈眈的同伴就会失去兴趣。有一些迹象表明,早期的吸引力来源于母体在受精卵中投入的毒素。

高水平的捕食往往会产生限制脆弱性的进化反应,同类相食行为也不例外。研究人员发现,澳大利亚蟾蜍蝌蚪在脆弱阶段发育的时间更少,以减轻自相蚕食的影响。

这要需要两种不同的加速发育机制。其中一个是当威胁存在时,发育会加速。但另一个加速机制则与威胁无关。南美甘蔗蟾蜍在孵化阶段总共要花大约5天时间,而澳大利亚种群只花3天。所以同类相食的压力使幼体发育时间缩短了近一半。

如果能发育得这么快,为什么不是所有的甘蔗蟾蜍都加速发育、度过孵化阶段呢?研究人员发现,澳大利亚蝌蚪的生长和发育比南美种群的要慢。因此,急于度过孵化阶段会付出代价,而这种代价会通过以后较慢的生长和发育得到补偿。

PNAS, 2021. DOI: 10.1073/pnas.2100765118(关于DOI)。


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