学院两栖爬行动物研究团队利用eDNA合作揭示高山湖泊引入鱼类严重威胁两栖动物
近日,学院两栖爬行动物研究团队赵天副教授与中国科学院成都生物研究所谢锋研究员团队合作,在生物地理学领域国际经典期刊《Diversity and Distributions》上发表了题为“Environmental DNA Reveals Major Shifts in Fish and Amphibian Diversity and Distribution inAlpine Lentic Ecosystems of Southwest China, Supporting Improved Conservation andManagement”的研究论文。该研究利用环境DNA(eDNA)宏条形码技术,首次系统揭示了“区域内易位鱼类”对我国西南高山静水生态系统两栖动物的强烈负面影响,为高山复杂生态系统的生物多样性保护提供了关键科学依据。
高山湖泊与池塘等高海拔静水生态系统,天生缺乏本地鱼类。然而近几十年来,全球范围内大量的非本地鱼类被人为引入这些水体。已有研究证实,外来鱼类会对水生生物造成显著负面影响,尤其是对依赖水体繁殖的两栖动物威胁尤为突出,可能导致其物种丰富度下降甚至局部灭绝。目前,相关研究大多集中在欧美及澳洲地区,亚洲高山生态系统的系统评估十分匮乏。更重要的是,过往研究多聚焦于跨地理区域的“外来鱼类”,而对同一区域内从低海拔向高海拔迁移的“区域内易位鱼类”的生态影响,此前几乎无人问津。
针对这一科学问题,联合研究团队在全球生物多样性热点地区之一的中国西南山地开展了系统调查,取得如下关键发现:
1.引入压力巨大。在21个高海拔样点中,静水水体检测到22种鱼类,其中仅2种为本地种,其余20种均为非本地鱼类,且77.3%为区域内易位鱼类,远多于跨区域外来鱼类。流水环境中未发现引入鱼类,显示高山静水生态系统承受更严峻威胁。
2.两栖动物丰富度下降。广义线性模型显示,两栖动物物种丰富度与鱼类丰富度呈现显著负相关,且负面效应主要来自易位鱼类,而非外来鱼类。四种典型静水两栖动物(含中华蟾蜍、沼水蛙、昭觉林蛙、棕点树蛙)的出现概率均随鱼类增加而下降。
3.群落结构被改变。有鱼与无鱼生境中两栖动物群落组成显著不同,且鱼类引入导致群落趋于同质化,构建机制从确定性转向随机过程,表明稳定性可能逐渐削弱。
4.特定物种面临灭绝风险。在鱼-蛙物种对中,56.4%呈显著的负共现性。棕点树蛙(中国特有、易危)与鲫鱼负共现性最强。捕食实验证实,鲫鱼幼鱼对棕点树蛙蝌蚪有强烈捕食效应(中位存活率仅0.486),而中华蟾蜍蝌蚪受影响小。棕点树蛙窝卵数少、缺乏防御,局部灭绝风险极高。
论文第一作者为中国科学院成都生物研究所已毕业博士生王远飞(现为长沙学院讲师),通讯作者为赵天副教授和谢锋研究员。本研究得到了科技部国家重点研发计划和中国生物多样性观测网络等项目的联合资助。

图1 广义线性模型估计的环境变量与鱼类丰富度对四种静水栖息两栖动物出现概率的影响,以及不同来源鱼类影响的方差分解。

图2有鱼与无鱼生境中两栖动物群落的NMDS排序、Raup-Crick相异指数及修正随机性比率对比。
文字:赵天
图片:赵天
复审:陈博
终审:刘一丹