一个国际科学家小组在一项新研究中表示，许多食腐动物物种——分解和去除死植物和动物物质的有机体——的快速减少和灭绝可能会产生可怕的后果。
研究人员观察到河流中碎屑动物的多样性与植物凋落物分解之间的密切关系，并指出分解物在碎屑动物种类最多的水域中最高，包括石蝇、石蛾、蜉蝣和起重机等水生昆虫，以及飞毛腿等甲壳类淡水虾和蟹。
研究合著者、宾夕法尼亚州立大学农业科学学院生态系统科学与管理系教授兼系主任 Bradley Cardinale 解释说，分解是一个对生命至关重要的生物过程。
“动物不会吃掉的植物物质最终会死亡，必须回收利用，以便将生物必需的营养物质重新释放到环境中，供植物再次使用，”他说。“如果分解过程不发生或显着减慢，那么生命就会戛然而止。我们人类所需的磷、氮和其他营养物质甚至不会以生物可利用的形式存在，除非它们被分解和回收利用.”
但在世界各地，食腐动物的数量正在以惊人的速度减少和消失——这一严峻的现实激发了这项研究。Cardinale 指出，有充分的证据表明，这些生物的灭绝速度是历史记录的 1,000 到 10,000 倍。
“关于这些水生昆虫和甲壳类动物的多样性是否至关重要，一直存在一个巨大的问题，”Cardinale 说。“如果它们灭绝，这种生物分解过程会不会变慢?在这项研究之前我们没有一个好的答案。我们不知道这些动物的灭绝是否会极大地影响生态系统的能力维持生命，或者其他生物如细菌和真菌是否会填补生态位并完成类似的分解水平。”
Cardinale 说，灭绝的原因有很多。按重要性排序，它们是栖息地丧失、过度捕捞(这不适用于本研究)、来自入侵物种的竞争、疾病、污染和气候变化——他称之为“目前最大的未知数”。
该研究具有全球性且异常稳健，涉及 75 名科学家分析了 6 大洲 23 个国家的 38 条大小、深度和物理栖息地相似的源头溪流的分解情况。研究人员选择的大部分溪流都有岩石基质，并被茂密的河岸植被遮蔽。
在每个地点，研究人员孵化了相同的植物凋落物混合物，其中包括在世界各地不同地点收集的九种植物，并分发给研究合作伙伴。垃圾混合物被封闭在成对的粗网和细网垃圾袋中，其中包含相同数量和类型的垃圾。
“这两种垃圾袋使我们能够量化由碎屑动物和溪流中的微生物进行的分解量，”卡迪纳尔说。“我们看到，在水生昆虫或甲壳类动物无法接触到的细网袋中包裹的垃圾中，分解的发生要少得多。”
他补充说，这表明细菌和真菌本身可能无法完成河流生态系统所需的分解量。
“当我们排除这些动物时，我们看到分解率大幅下降，这意味着其他生物没有补偿它们，”卡迪纳尔说。“当排除有害生物时，模拟灭绝，我们失去了溪流中超过 50% 的分解。”
在最近发表在Nature Communications 上的研究结果中，研究人员指出，含有大量碎屑的溪流分解率最高。他们报告说，热带地区的食腐动物多样性与分解之间的关系比温带地区更强，而在北方地区则不存在，而且丰度和生物量在温带和北方地区很重要，但在热带地区则不然。
据研究小组称，研究结果表明垃圾分解可能因食腐动物的灭绝而改变，这些影响在热带地区尤为强烈，在热带地区，食腐动物的多样性已经相对较低，并且一些环境压力因素特别普遍。
Cardinale 建议，有些研究结果并不令人惊讶。已知碎屑的丰度和大小对分解有很强的影响。因此，有更多它们的溪流——或者有更大的无脊椎动物，比如大螃蟹和虾——分解得更多。
“但令人惊讶的是，我们还发现河流中不同物种的多样性，是分解的最主要预测因素之一，”他说。“在丰度、体型和多样性之间，我们可以解释 82% 的全球分解变化。这意味着随着这些动物灭绝，我们将失去分解和回收其他生物体所需的生物必需材料的能力生存和成长的需要。”
西班牙巴斯克政府资助了这项工作。
