小型兽类在动物生态学研究中的价值

摘要:本文介绍了小型兽类的特征、生态地位以及在动物生态学研究中的价值,分析了小型兽类在针对动物群落、种群动态和种间关系等生态问题的研究中被广泛利用的原因。研究材料的体形、种群数量、生命周期、家域范围等属性决定了研究工作的可操作性和工作量的大小,小型兽类在这些方面的特征能够很好的满足相关研究的需要,因此在动物生态学研究中可以作为模式类群加以利用。

关键词:小型兽类;动物生态学;研究价值

一、小型兽类的定义

小型兽类是相对于体型较大的兽类而言的,通常是指哺乳动物中体型较小,体重较轻、但数量相对较大的物种的统称。小型兽类这一概念并没严格意义上的定义,研究者们一般将哺乳动物中平均体型较小的食虫类、翼手类、攀类、啮齿类、兔形类等类群归为小型兽类;也有学者在研究中将现存有袋类和一些体型较小的食肉类动物也归为此列;还有学者将上述类群中唯一有飞行能力的翼手类排除在外,将小型兽类限定为食虫类、攀类、啮齿类和兔形类。

二、小型兽类的生态地位

小型兽类是生态系统中的初级和次级消费者,它们主要以植物的种子、花、果实、根茎等为食 (李俊生等 2003),同时也捕食一些无脊椎动物 (McCay & Storm 1997),它们更是多种捕食者 (鸟类、兽类、爬行类) 的猎物 (Zielinski et al. 1983)。除此之外,小型兽类在生态系统中的角色还包括真菌孢子和植物种子 (Wang & Chen 2009) 的传播者及多种体表与体内寄生虫的宿主 (Krasnov et al 2004)。由于小型兽类生命周期比较短暂、繁殖力较强、种群数量庞大,再加上代谢速率较高,因此在生态系统的物质流动和能量流动中发挥着重要的作用。

三、利用小型兽类可以探讨的生态学问题

(一)动物群落与环境的关系

动物的群落特征与生境类型及生境中的生态因子之间的关系一直是生态学研究的基础问题。大量的研究结果表明,动物群落组成与生境类型有着密切的联系。根据这一现象,有学者对动物在不同生境中的群落组成进化高度的概括,从而发展出指示种的概念。指示种是指能够指示和判断环境类型和特点的物种。由于小型兽类对环境有很强的选择性,而且的活动能力有限,一般不存在长距离的迁徙习性,因此其群落组成与生境类型的相关性往往很明显,所以小型兽类中一些与特定生境高度相关的物种可以较好的充当环境指示种。

近些年来,随着研究手段的发展,研究者们已经不再满足于仅仅用生境类型来解释动物群落的特征,而是倾向于通过严谨的对照实验或者可控制性实验发掘各种生态因子的意义。为了满足实验的需要,实验材料一般要具备以下几个特征:首先,种群数量要达到一定标准,捕捉难度小,使得动物个体的数据量满足统计分析的要求;其次,生活区域较为固定,以排除动物迁徙造成的影响;第三,活动方式较为接近,最大限度的排除捕捉工具对不同物种的选择性。在脊椎动物中,小型兽类的种群数量较大,捕捉难度较小,活动能力有限,生活区域相对固定,大部分营地栖生活,对捕捉工具的选择性较低,因此能够很好的满足野外控制性实验或对照实验的要求,是动物群落研究中比较理想的实验材料。

(二)种群动态与调节

种群动态是指种群的数量、结构和分布在时间和空间上的变动,是种群生态学的主要研究内容,而种群动态的调节机制是种群生态学中最核心的问题。研究种群动态的方法主要是在某一时间段对动物种群的规模、性比、年龄结构、身体状况等进行一定频率的不间断监测,以求获得连续的种群信息,同时通过对环境变迁及种间或种内关系的分析来解释种群动态的特征。如果要精确的揭示种群动态的影响因素亦需要进行控制性实验。小型兽类的种群数量庞大,能够满足种群分析的要求,此外其种群动态常呈现周期性 (Korpimaki & Krebs 1996),而周期性在环境的变迁、食物丰富度变化、捕食者种群变化中也是较为常见的现象,另外小型兽类是一些寄生虫的寄主 (Sharpe 2009),也是一些疾病的传播者,因此利用小型兽类能够有效的揭示影响动物种群动态的外部和内部两方面因素。在哺乳动物中,小型兽类生命周期比较短,种群变化的周期也比较适中,这有利于短期内得到较全面的种群动态数据,节约了研究者投入的精力和时间。

(三)种间关系

动物与植物之间的关系是动物生态学中的热点问题,小型兽类与植物的联系如此紧密,以至于可以作为研究材料来探讨动、植物之间的协同进化过程。有研究表明小型兽类对于不同大小的种子有着不同的取食策略,这对植物种子的进化可能会产生影响 (Wang & Chen 2009)。捕食者对动物种群的影响已经得到了证实 (Sinclair et al 1990),尽管捕食者的影响可能会延迟,而不是立刻表现出来 (Boonstra et al 1998)。在证实和分析捕食关系的时候一般需要分析捕食者的胃容物,从而揭示捕食双方的关系。小型兽类的毛发和骨骼在捕食者的消化道或粪便中容易保存下来,这有利于保留被食物种的信息。另外,在探讨捕食者的影响力时,一般要通过控制捕食者的种群数量来达到目的 (Lagos et al 1995),小型兽类的捕食者一般比较容易移除或隔离,为相关的实验提供了极大的便利。

小型兽类还可用于探讨同一地区不同物种之间的关系。种间竞争会影响到一个群落中的种群动态和物种比例 (Seabloom et al 2003),因此是影响群落组成和物种分布的重要因素。而要确定和分析物种间的竞争关系,需进行可控制、可重复的野外实验,常用的方法是移除一个竞争者或者控制该竞争者的密度,然后监测另一个竞争者的种群动态。小型兽类数量丰富,而且有很多物种是广幅种,生态位重叠现象普遍 (Wells et al 2004),因此是研究种间竞争较为理想的类群。

参考文献:

李俊生, 宋延龄, 曾治高. 2003. 7种荒漠啮齿动物食物组成与消化道长度的比较[J]. 动物学报, 49 (2): 171-178.

Boonstra R, Krebs CJ and Stenseth NC. 1998. Polulation cycles in small mammals: the problem of explaining the low phase[J]. Ecology, 79 (5): 1479-1488.

Korpimaki E and Krebs CJ. 1996. Predation and population cycles of small mammals[J]. Bioscience, 46 (10): 754.

Krasnov BR, Shenbrot GI, Khokhlova IS and Degen AA. 2004. Relationship between host diversity and parasite diversity: flea assemblages on small mammals [J]. Journal of Biogeography, 31: 1857-1866.

Lagos VO, Contreras LC, Meserve PL, Gutierrez JR and Jaksic FM. 1995. Effects of predation risk on space use by small mammals: a field experiment with a Neotropical rodent[J]. Oikos, 74: 259-264.

McCay TS and Storm GL. 1997. Masked Shrew (Sorex cinereus) Abundance, Diet and Prey Selection in an Irrigated Forest [J]. American Midland Naturalist. 138: 268-275.