文 于洋
捕獵者對獵物疾病控制的潛力是值得被發(fā)掘的,疾病控制也是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的一個重要部分,而且最重要的是它可以很經(jīng)濟(jì)。
想必大家都聽說過狼幫助美國黃石公園恢復(fù)植被的故事:20世紀(jì)初,美國國家公園管理局消滅了黃石公園中的狼。在此之后,馬鹿對楊樹和柳樹枝葉的取食使小樹難以長大,樹林覆蓋率大幅下降。過了幾十年,狼被重新引入黃石公園,通過捕食馬鹿以及因為捕食行為給馬鹿帶來的恐懼效應(yīng),使樹林逐漸恢復(fù)。這是經(jīng)典的最高捕食者通過自上而下的營養(yǎng)級聯(lián)影響整個生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)案例。
然而幾年之后,有研究者提出了反對意見:楊樹和柳樹欣欣向榮的地方大多有人工河貍壩,這與水位有關(guān),與馬鹿啃食關(guān)系不大,更與狼的捕獵沒關(guān)系。盡管狼是黃石公園生態(tài)系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分,但它和馬鹿、楊樹、柳樹的營養(yǎng)級聯(lián)模型太過簡化,與真實發(fā)生的情況并不貼合——雖然研究者們到現(xiàn)在也不十分清楚真實發(fā)生的情況,因為生態(tài)系統(tǒng)中的影響因素太多太多。
自上而下對植被的影響被打了個問號,但總有研究者青睞狼,覺得它除了吃鹿吃羊吃野豬之外,還有不為人知的價值。例如歐洲的研究者們發(fā)現(xiàn),狼對野豬的捕食能夠降低結(jié)核病交叉感染家畜和其他野生動物的概率。
結(jié)核是由分歧桿菌感染造成的疾病,嚴(yán)重時會導(dǎo)致被感染動物的死亡。病原體會在家畜和野生動物間通過被污染的植物、水、泥土、飼料或其他媒介交叉感染。家畜的結(jié)核感染會帶來很大的經(jīng)濟(jì)壓力,例如對家畜流動、交易的限制造成的損失和檢測結(jié)核病產(chǎn)生的花費等。而野生動物中的結(jié)核感染還可能進(jìn)一步威脅瀕危野生動物的續(xù)存。
很多時候,結(jié)核病來源于固定的野生動物宿主,例如北美的鹿科動物、不列顛群島的獾、新西蘭的刷尾負(fù)鼠,以及南非的水牛等。而在歐洲,特別是伊比利亞半島,結(jié)核病存在于一個包括家畜和多種野生動物的復(fù)雜系統(tǒng)中,其中最主要的感染來源是野豬。
對于結(jié)核病的控制主要針對兩個方面:野生動物和家畜之間的接觸和來源宿主種群中的感染。在歐洲,撲殺野豬已經(jīng)被證實能夠有效降低野豬種群和其他宿主的結(jié)核感染率。那么狼對野豬的捕食能夠降低被感染的個體,增加未被感染個體的比例,從而達(dá)到降低野豬種群的結(jié)核感染率和野豬交叉感染其他動物的概率嗎?
通過監(jiān)測西班牙西北部狼和野豬的數(shù)量以及野豬的結(jié)核感染率,研究者們通過建立數(shù)學(xué)模型探索狼的存在是否會影響結(jié)核病的傳播。他們發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行監(jiān)測的14年中,雖然狼的數(shù)量在增加,狼對野豬的捕食也在增加,但是野豬的密度依然會升高。這一趨勢的前提是野豬的數(shù)量還未超過當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的承載力,因為狼對野豬的捕食降低了野豬種群中結(jié)核的感染率,所以因結(jié)核病死亡的野豬數(shù)量下降了,下降的數(shù)量甚至超過了狼捕獵造成的野豬數(shù)量的損失。
這樣看來,捕獵者數(shù)量上升反而促進(jìn)了獵物的種群增長,這似乎與我們預(yù)想的食物鏈關(guān)系并不相同。那么結(jié)核感染率呢?在這一變化發(fā)生的14年中,野豬種群密度增加了2倍,種群中的結(jié)核感染率則下降了近4成,環(huán)境中的病原體下降了超過50%。這對于降低其他動物包括家畜的結(jié)核感染都起到了極大的幫助作用。
2月23日,在長春動植物公園,狼群在雪地上追逐。CNSphoto供圖
但是病原體大幅下降的變化是基于一個重要假設(shè):狼有選擇地捕獵小豬和嚴(yán)重感染的個體。如果野豬的年齡和健康狀況不會影響狼對它們的捕食,那么野豬種群中的結(jié)核感染率只會下降一半左右,野豬的種群密度也不會有顯著增長,而是略微下降。如果狼只捕食小野豬,結(jié)核感染率的下降幅度則會更小??偠灾?,狼控制結(jié)核傳播的關(guān)鍵在于什么樣的野豬在它的菜單上。
實際上,野豬一般能活比較長的時間,年齡較大的野豬更加擅長抵御捕食者,因此被狼捕獵的概率更低。被嚴(yán)重感染的個體常因為出現(xiàn)疾病癥狀而易于被捕食,同時它們也是那些會排出病原體的個體,在結(jié)核病的蔓延中扮演重要角色。小豬則因為免疫系統(tǒng)不完整而更容易被病原體嚴(yán)重感染。所以研究者們認(rèn)為,狼的選擇性捕獵假設(shè)是相對而言比較貼近真實情況的。
通過模型預(yù)測,研究者們發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)狼的數(shù)量不變,長期看來狼的捕食能夠使野豬種群維持在一個穩(wěn)定的水平,并且將結(jié)核感染率和環(huán)境中的病原體保持在較低的狀態(tài)。如果狼的數(shù)量在緩慢下降,并在幾十年后消失,那么野豬的種群密度會因為失去捕獵壓力先上升,再因為種群中的結(jié)核感染率的上升而下降。值得注意的是,這種情況下,野豬種群密度最終達(dá)到的穩(wěn)定值與狼的數(shù)量不變時相差無幾,然而結(jié)核病的感染率則相差達(dá)上百倍,結(jié)核交叉感染其他動物的可能性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于狼繼續(xù)存在的情況。因此在狼和野豬這一體系中,狼的存在與否對野豬種群密度的長期影響并不顯著,但狼的存在能有力地控制結(jié)核病的蔓延。
狼對野豬結(jié)核病的控制實際上并不是孤例。在其他地方,研究者們發(fā)現(xiàn)狼對鹿的捕食能夠幫助控制慢性消耗疾??;松雞種群中的寄生蟲數(shù)量會隨著捕獵者的增加而減少;小型哺乳動物捕食者的數(shù)量下降造成了當(dāng)?shù)厝R姆病發(fā)病率的上升。這其實也不難理解:例如有實例證明感染了炭疽病的水牛更容易淪為狼的獵物,被寄生蟲或疾病感染的動物可能因為疾病癥狀或虛弱等原因,比起健康個體更易被捕食。在一個種群中,被感染個體越來越少,健康個體的比例越來越高,疾病感染率和病原體的傳播就都會下降。
當(dāng)然,狼對野豬疾病的控制只是一個例子,這種捕獵者控制獵物疾病的方法不一定適用于所有生態(tài)系統(tǒng)或疾病傳播體系。不挑食的捕食者可能不會按照人們的設(shè)想專門去捕食某種獵物中被感染的個體,甚至還有可能把不能維持病原體的獵物作為主食,導(dǎo)致疾病傳播概率的增加,獵物數(shù)量會因為疾病和捕獵的雙重壓力而下降。
但是捕獵者對獵物疾病控制的潛力是值得被發(fā)掘的,疾病控制也是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的一個重要部分,而且最重要的是它可以很經(jīng)濟(jì)。至少在狼和野豬的例子中,狼捕獵家畜造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于監(jiān)測和控制結(jié)核病的花費。