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【科學講堂】物種你追我逐 變出獨特生態

2019-06-19
■獅子與斑馬,展示了狩獵者和被捕獵者的「軍事競賽」。 網上圖片■獅子與斑馬,展示了狩獵者和被捕獵者的「軍事競賽」。 網上圖片

物種之間的相互影響如何推動牠們的演化,一直是生物學留意的課題。比如說非洲草原上的獅子與斑馬,展示了狩獵者和被捕獵者的「軍事競賽」,以致兩者的「奔跑機能」都高度的發展。在適者生存的壓力下,獅子和斑馬除了比拚奔跑的速度外,兩者還發展急速轉向的能力,以便追及或擺脫對方。一個涉及三個物種的環境,其生態自然更加複雜:這三個物種之間的各種相互「羈絆」,往往會造成不同的生態。今天就跟各位分享一下,「恐懼」這個因素如何影響一些環境的生態。

引入綠蜥爭食 研對棕蜥影響

普林斯頓大學的生物學家Robert Pringle和他的研究夥伴,用了6年時間去觀察加勒比海的16個小島。他們特別注意這些島上的沙氏變色蜥(Anolis sagrei):這種棕色的蜥蜴活躍於樹幹部分,以昆蟲為主要食糧,是Pringle他們的實驗的主角之一。這16個島嶼中的其中4個被用作參考:Pringle他們任這4個小島「自生自滅」,好用來與其他島嶼上的狀況作比較。

在其他的一些小島上,Pringle他們引入了另一種蜥蜴:Anolis smaragdinus。這種蜥蜴又被叫作「巴哈馬綠蜥」,身呈綠色,主要居住於樹冠之中。這種綠蜥所居住的地方雖然與沙氏變色蜥並不完全重疊(樹幹跟樹冠),不過兩者還是會互相競爭食物等資源。被引入後,這些綠蜥在島上的平均數量增加了8倍,證明牠們真的可以和「原住民」沙氏變色蜥互相競爭、分庭抗禮。

Pringle他們也分析了兩種蜥蜴的飲食,發現並不完全相同,說明了兩者並非「正面衝突」。這些證明了這兩種蜥蜴會是Pringle合適的研究對象。

捕獵者參戰 棕蜥往上逃

為了令狀況更加「引人入勝」,Pringle他們其後在一些島上引入了獵食者:Leiocephalus carinatus,又被稱為北方卷尾鬣蜥,尾部有點卷曲,在地面居住,既捕食昆蟲,也捕獵以上提到的兩種蜥蜴。

傳統的理論會指出,由於在地面的獵食者會更多捕獵在地面附近出沒的棕蜥(沙氏變色蜥),棕蜥的「實力」會相對地被削弱,因而容許樹冠上的綠蜥「漁人得利」,更加蓬勃地繁殖。

Pringle他們想證明的,卻是另一個可能性:棕蜥為了逃避在地面的捕獵者,只好被迫向樹上跑去,反而令兩種蜥蜴之間的競爭更加激烈。

Pringle的研究顯示,在引入獵食者後,棕蜥的活躍範圍的確有向樹上移向的趨勢,暗示了更多與綠蜥的「較勁」。從客觀數字來看,有引入獵食者的島上,綠蜥的數量是沒有捕獵者的小島的十分之一,而棕蜥的數目卻下降得較少。而且鬣蜥與綠蜥生活的地方相對遙遠(地面跟樹冠),綠蜥不應大量地被獵食。

由此看來,棕蜥對捕獵者的恐懼,的確影響了綠蜥的生活。

小結

物種的相互影響千變萬化,還需依靠生物學家的繼續研究。不過要推導出確切的結論極不容易:這些的研究人員用了6年時間,在16個小島上小心的設計實驗,充分展現了科學家的巧思。■張文彥博士 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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