生態系統關於吃與被吃的新規律

通過深入觀察自然界的捕食機制，最新的研究更詳細的解釋了食草動物和其他動物的數量是如何影響肉食動物數量的。

麥吉爾大學的博士研究生Ian Hatton在最近的一次度假中突發靈感，並針對這一想法展開了自己的研究。他說：「我在辛巴威上的高中，放假的時候我常去國家公園呆著。之後我來到麥吉爾大學進修博士研究，不過我決定回到那裡，去狂野的非洲，去動物保護區，研究非洲大陸的動物們。我決定將那裡的肉食動物和食草動物種群數量之間的關係作為研究的課題，於是我走遍了非洲東部和南部的野生動物公園收集我所需要的數據。」

正常情況下，如果環境合適，而食物有十分充足的情況下，捕食者的種群應該能夠不斷增大。在非洲的野生動物公園中，到處都是「肉質鮮美」的食草動物，但是那裡的獅子、鬣狗的數量卻不多，為什麼在獵物豐富的非洲草原，肉食動物的種群沒有增加呢？

在Hatton和同事們計算和整理他們在整個園區統計的肉食動物(獅子、鬣狗，豹等)和食草動物(水牛、斑馬、黑羚等)他們意外的發現了一個規律。

對於每個他們所調研的公園，捕獵者和獵物之間的數量呈現出非常相似的規律，但是這並非是他們最初所預計的那樣。

擁擠的時候不適合繁殖

研究小組發現：在整塊大陸上，當被捕食者的數量很大時，他們的繁殖率會下降；而當他們的種群數量減少時，他們則會更加頻繁的交配。這種現象在在不同的生態系同種保持一致。研究人員認為這就是限制捕食者種群數量的瓶頸所在，這種力量保持了整個生態系統的穩定和平衡。

到現在為止，我們的假設是這樣的：當有大量的獵物存在時，捕食者的生活會變好，你覺得會產生更多的捕食者。而根據我們所統計的數據，我們發現，在世界上任何物種豐盈的生態系統中，捕食者和獵物之間的比例很低。這是因為當種群數量變大時，被捕食者種群中的每個個體的後代出生率會降低。事實上，當種群數量變大之後，被捕食者的繁殖速度被鎖住了，這就進一步的限制了捕食者的數量。

這是一個非常有趣的發現，這種生態結構和自我調節功能還是首次被提出。儘管生物學家之前已經提出了非常準確的數學法則--就像描述身體新陳代謝的方式的管理公式(govering function)--來解釋生物變化規律，但是還從未有相關的證據表明這一法則適用於全世界的範圍。一些科學家甚至在看過該研究之後認為他們發現了自然界的一項新規律。

一旦該模式被確定，他們將開始分析食物鏈金字塔，並且同時對印度洋、加拿大北極圈附近和熱帶雨林的生物種群結構(捕食者和被捕食者之間的數量變化關係)進行分析。在接下來的幾年中，他們將對過去50多年中，從來自1000多項不同研究的，關於動物和植物的相關數據進行整理和分析，這一系列的數據將橫跨世界範圍內的草原、湖泊、森林，以及海洋。

而在不同的環境中，他們發現捕食者和被捕食者之間存在某種一致的規律，捕食者的數量並非隨著被捕食者的數量增加而增加，而是受制於被捕食者的繁殖速度。

不同尺度，同樣適用

我們對這一發現十分震驚，這種規律簡直驚人。Guelph大學綜合生物系的Kevin McCann說道，他是該報告的合作者之一。

研究者發現的另一個有趣現象是：支配整根生態系統的生長模式是，被捕食者的繁殖速度在數量增大之後會減小，這與個體生長的規律比較相似。

生物學家很早就知道，生長速度會隨規模的變大而減小，比如大象身上的細胞生長速度要比老鼠慢100倍！

在生態系統的尺度驗證這一規律簡直令人心醉。而在法國巴黎的國家科學研究中心(CNRS)的Michel Loreau教授稱：這一發現最引人注意的地反在於，他們從個體到整個生態系統的尺度對相同現象進行了解釋，這顯示這一規律的普適性。這就表明在個體與整個組織環境下存在一些基礎的過程，使得這一現象能夠成立，但究竟是怎樣的過程我們還沒有搞清楚。

[鄰家怪蜀黍 via zmescience]

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