生態(tài)學(xué)家一直想知道,，如何判定一個(gè)動物種群何時(shí)將走向滅絕。如今,，一項(xiàng)新的研究為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的警報(bào),。
在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(xiàng)重要實(shí)驗(yàn),。”這項(xiàng)研究成果基于一項(xiàng)簡單的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，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(shí)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(shí)一個(gè)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(diǎn)將會滯后于一個(gè)所謂的臨界松弛的階段,，這是一個(gè)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(gè)種群的數(shù)量需要花費(fèi)較長的時(shí)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(shí)驗(yàn)室中尋找臨界松弛的信號。Griffen設(shè)置了60個(gè)小水箱,，并在每個(gè)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(gè)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(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),，并且在1年多一點(diǎn)的時(shí)間里死光了,。而另外30個(gè)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(bào)告說，4個(gè)有關(guān)豐度的統(tǒng)計(jì)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(diǎn)走向滅絕之前，這種松弛會持續(xù)8代的時(shí)間,?？评媾量耸旭R里蘭大學(xué)的生物學(xué)家William Fagan表示，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)提供了臨界松弛的“出色的統(tǒng)計(jì)學(xué)解析”,。
荷蘭瓦赫寧恩大學(xué)的Marten Scheffer補(bǔ)充說：“這確實(shí)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(shí)驗(yàn)證據(jù),。”Drake強(qiáng)調(diào)，尋找此類預(yù)警信號的一個(gè)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(gè)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(gè)更廣泛的適用工具,。
然而Fagan強(qiáng)調(diào),，一個(gè)大問題是,，在現(xiàn)實(shí)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(shí)驗(yàn)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）
