生態(tài)學(xué)家一直想知道,，如何判定一個動物種群何時將走向滅絕,。如今，一項新的研究為實現(xiàn)這一目標(biāo)提供了一個統(tǒng)計學(xué)上的警報,。
在一項實驗室實驗中,，研究人員發(fā)現(xiàn)了水蚤跨越一道門檻走向滅絕的信號。（圖片提供: Paul Hebert）
并未參與該項工作的美國麥迪遜市威斯康星大學(xué)的生態(tài)學(xué)家 Stephen Carpenter指出：“這篇論文是有關(guān)早期預(yù)警信號的一項重要實驗,。”這項研究成果基于一項簡單的實驗室實驗,，但是如果該技術(shù)能夠在野外奏效，將有助于土地管理者知道他們需要在什么時候加強(qiáng)保護(hù)工作,。
如今,，動物滅絕的主要原因已經(jīng)很清楚了：棲息地的喪失或退化、外來物種入侵,、狩獵以及污染,。但是幾乎不可能預(yù)測是否或者何時一個瀕危物種將陷入絕境，即如果不采取任何救助措施,，該物種注定將在地球上消失,。理論生物學(xué)家曾暗示，這一走向滅絕的轉(zhuǎn)折點將會滯后于一個所謂的臨界松弛的階段,，這是一個在各種事件之前發(fā)生的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,，包括過去氣候的突然變化。對于瀕危物種而言,，臨界松弛意味著一個種群的數(shù)量需要花費較長的時間才能夠從小幅的下降中恢復(fù)過來,。
美國雅典市佐治亞大學(xué)的生態(tài)學(xué)家John Drake與哥倫比亞市南卡羅來納大學(xué)的Blaine Griffen于是決定在實驗室中尋找臨界松弛的信號。Griffen設(shè)置了60個小水箱,，并在每個水箱中放入了水蚤（Daphnia magna）種群,。在讓這些水蚤在水箱中生活了幾個月后，Griffen通過逐漸減少喂食的藍(lán)綠藻的數(shù)量而在一半的水箱中模擬了環(huán)境退化的過程,。這些缺乏營養(yǎng)的種群于是開始緩慢減少,。在過了270天后，它們跨域了一個轉(zhuǎn)折點，并且在1年多一點的時間里死光了,。而另外30個接受穩(wěn)定食物供給的種群盡管在規(guī)模上有所起伏,，但卻一直存活著。
Drake隨后對種群規(guī)模的趨勢進(jìn)行了分析,。Drake和Griffen在9月8日的《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告說,，4個有關(guān)豐度的統(tǒng)計學(xué)基準(zhǔn)在退化的環(huán)境中表現(xiàn)出了臨界松弛的信號，但是在健康的環(huán)境中卻沒有,。在種群跨過轉(zhuǎn)折點走向滅絕之前,，這種松弛會持續(xù)8代的時間?？评媾量耸旭R里蘭大學(xué)的生物學(xué)家William Fagan表示,，這項實驗提供了臨界松弛的“出色的統(tǒng)計學(xué)解析”。
荷蘭瓦赫寧恩大學(xué)的Marten Scheffer補(bǔ)充說：“這確實是一篇具有里程碑意義的論文……它提供了被理論所預(yù)測的通用早期預(yù)警信號的實驗證據(jù),。”Drake強(qiáng)調(diào),，尋找此類預(yù)警信號的一個優(yōu)勢就是它并不需要對種群有細(xì)致的了解，例如所需棲息地的數(shù)量,，而只需要一個對照組或種群趨勢的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)便可,。原則上，這將使臨界松弛在保護(hù)生物學(xué)中成為一個更廣泛的適用工具,。
然而Fagan強(qiáng)調(diào),，一個大問題是，在現(xiàn)實世界中,，這樣一種信號是否能夠在嘈雜的生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)中被探測到,，與Drake和Griffen分析的實驗室數(shù)據(jù)相比，種群評估要更為匱乏且更靠不住,。（生物谷Bioon.com）
