为什么雨林如此多雷竞技reybat吧样化?

通过瑞德·巴特勒
2019年4月1日



第一部分:

雨林多样性——起源和影响

虽然热带雨林只覆盖了地球表面不到2%的面积,但据估计,热带雨林生活着地球陆地上50%的生命。雷竞技reybat吧

没有人确切知道世界上有多少物种生活在热带雨林中——估计在300万到5000万之间——热带雨林是世界生态系统中无可争议雷竞技登录页面的生物多样性冠军,雷竞技reybat吧相对于亚热带、温带和北方生态系统,热带雨林每面积包含的物种数量要多得多。例如,温带森林通常只有六种或更少的树种,占森林中树木的90%,而热带雨林在一公顷(2.5英亩)内可能有480多种树种。雷竞技登录页面亚马逊雨林的一丛灌木可能比整个不列颠群岛拥有更多种类的蚂蚁。热带雨林的多样性不是偶然事件,而是一雷竞技reybat吧系列独特环境的结果。

美国和印度尼西亚选定群体的生物多样性比较

什么是生物多样性?

生物多样性是生物多样性的简称,是指栖息地、生态系统、区域或环境中生物的数量和类型。它可以指任何尺度上的遗传、物种或生境变异。

第二部分:

气候与生物多样性

太阳能能源/气候

湿热的气候对雨林的多样性起着重要的作用。一般来说,多样性和生态系统生产力随着系统可用太阳能量的增加而增加。阳光通过光合作用被冠层植物的叶子捕获,转化为单糖,并随着树叶和果实被各种生物吃掉或分解而在整个森林能量系统中转移。生态系统净初级生产的主要指标是植物对碳的固定。雷竞技登录页面热带雨林在所有陆地雷竞技reybat吧生态系统中具有最高的平均净初级生产量,这意味着一英亩雨林比一英亩其他任何植被类型储存更多的碳。湿润的气候为丰富的生物多样性增添了另一个重要因素:水。

稳定

稳定的热带雨林环境使植雷竞技登录页面物和动物一年四季都能相互作用,而不需要制定抵御寒冷或霜冻的保护措施,从而促进了多样性。此外,由于太阳全年都在照射,为植物提供了通过光合作用制造食物的能量,因此生态系统中不会出现季节性食物短缺。植物丰富的食物来源(阳光)通过系统向上传递给食草动物,食草动物吃掉植物的叶子、种子和果实,食肉动物吃掉食草动物。在数百万年的时间里,有了丰富的食物,雨林物种已经适应并充分利用了所有可用的生态位。

雨林生物多样性拼贴图

数百万年的捕食者和猎物之间的战斗导致了一系列广泛的防御、武器和专业化。伪装、模仿、特殊的繁殖和喂养习惯、与其他物种的共生关系,以及其他复杂的适应,使物种能够利用通才无法获得的资源,在竞争中胜出。实际上,雨林中没有一个生态位是空缺的,许多不同的物种可以在一个相对较小的区域内共存,而不会侵犯它们的邻居。进化过程仍在继续,物种被推入越来越窄的生态位,直到它们难以置信地适应了自己独特的生活方式。

这一进化过程确保了没有一个适应良好的物种(如甲虫)统治整个甲虫种群,因为一个物种不可能适应森林中所有可用的生态位。作为一个多面手,这个物种很快就会被更专门化的物种超越。多面手似乎在受干扰的条件下最能茁壮成长,比如被开垦为农业用地的地区。在这里,这些“杂草”物种可能相当常见。此外,任何在自然森林中丰富的物种都面临着捕食者的威胁。例如,的失败橡皮树橡胶树取代巴西橡胶树亚马逊雨林的种植园因叶枯萎病而瘫痪。在普通的热带雨林中,橡胶树分布广泛,因此枯萎病一次只能消灭一棵以上的橡胶树。

雷竞技登录页面热带雨林与温带森林雷竞技reybat吧明显不同。在温带地区,许多植物和动物种类分布广泛,森林可能由六种左右的树种组成。相比之下,热带物种在相对稳雷竞技登录页面定的环境中进化成适应狭窄的生态位,产生了巨大的多样性。例如,在一公顷热带雨林中发现了480多种树种。雷竞技登录页面





来到雨林的游客常常对他们所看到的感到失望,因为他们混淆了“多样性”和“丰富”这两个词。他们参观了雨林,期待看到十只美洲虎,几十只鬣蜥躺在小屋的露台上,还有大巨嘴鸟在等着他们吃早餐。你不会像在非洲大草原上那样遇到巨大的牛羚群或斑马群。你也不会看到盛开的鲜花,甚至看不到五彩缤纷的鸟儿。雨林里的生命异常微妙。

雷竞技reybat吧就物种数量而言,雨林是多样化的,但任何一个给定的物种都不一定是丰富的。一些雨林物种的种群数量达到数百万,而另一些物种可能只有少数个体。热带雨林的生物学是一种稀有物种雷竞技登录页面的生物学。雷竞技reybat吧出现这种情况的原因是,大多数雨林物种在整个森林范围内都很稀少,只有在它们特别适应的少数小地区才很常见。某一物种可能在一个地区很常见,但在500码以外的地方却极为罕见,在那里它被另一种相似但不同的物种所取代。有一些常见的物种分布在零散的斑块中,而大量的稀有物种分布在整个森林中。其中一些物种非常罕见,濒临灭绝,特别是在森林受到干扰的地方。这种模式的原因是许多物种都是高度专业化的,以适应特定的生态位。在这个生态位存在的地方,这个物种可能会有大量的种群,并不断地产生后代,这些后代会前往新的地区定居。然而,殖民者几乎总是失败,因为他们无法与其他地区的特殊物种竞争。 Thus these colonizers are rare in the areas where they try to establish a foothold.

第三部分:

热带雨林的冠层结构与生物多样性

树冠热带雨林的系统特征通过创造新的生态位,以新的食物来雷竞技登录页面源、新的庇护所、新雷竞技reybat吧的藏身之地和与其他物种相互作用的新区域的形式进一步增加了多样性。事实上,据估计,雨林中70%到90%的生命都生活在树上。树冠生态位繁殖多样性的最好例子之一是附生植物,它们中的许多都形成了自己的小生态系统。新世界森林里的槽凤梨科植物可以储存超过8升(2加仑)的水,这些水是由它们坚硬向上翘的叶子形成的。这些水塘是青蛙蝌蚪和昆虫幼虫的温床,它们特别适应了这个小而不起眼的生态位的生活,并为数百万其他树冠居民提供了水。超过28000种附生植物为科学所知,尽管更多的从未被编目。

除了附生植物外,藤本植物和攀缘植物等其他植物也为地面动物获取林冠资源创造了新的途径。许多温带的陆栖动物,如豪猪、袋鼠、食蚁兽、蚯蚓和螃蟹,已经迁移到热带地区的树冠上。雷竞技登录页面

第四部分:

热带雨林的面积和生物多样性

栖息地的大小是雨林多样性的另一个因素。面积增加了多样性,因为更大的地块可能有更多的栖息地,因此有更多的生态位,以支持更多种类的物种。此外,许多物种需要很大的范围来获得足够的猎物或种子饲料。这一观点的基础是由麦克阿瑟和威尔逊在1967年提出的岛屿生物地理学理论(1967)利用佛罗里达群岛的小岛。这项工作发表后不久,研究集中在岛屿生物地理学是否可以应用于栖息地的碎片上。这个概念的证据是在20世纪70年代末托马斯·洛夫乔伊设计的一个实验中发现的。这个实验被称为生态系统最小临界规模项目,测量了2.5英亩(1公顷)到2500英亩(1000公顷)的森林斑块的生态系统衰退。在20世纪70年代末,巴西政府通过向土地所有者提供税收优惠,鼓励广泛砍伐雨林。然而,在玛瑙斯自由区,就在亚马逊城市玛瑙斯的北部,政府要求在一个发达地区必须保留50%的森林。洛夫乔伊在他的实验中使用了这一规定,说服土地所有者把他们要求的森林块整齐地切割成正方形。

这个实验,今天被称为森林碎片生物动力学项目研究发现,退化最严重、多样性最少的森林是最小的1公顷保留区,而保留多样性最多的保留区是面积最大的保留区。在较小的保护区,干燥的风到达了内部,影响了树木的种类,导致更多的树木倒下。树冠上的缝隙让更多的阳光照射到森林地面,进一步改变了林下小气候,并导致了常驻物种组成的变化。由于数量有限的树木无法提供食物,较大的食草动物离开了这些斑块,很快,食肉动物也离开了,因为它们无法应对猎物的损失。食肉动物的减少导致食物链失衡,小型草食动物和杂食动物的数量增加,增加了森林种子库的压力,损害了森林树木的繁殖能力。贫瘠的森林无法养活成群的行军蚁,于是它们也离开了,随之而去的还有鸟类、蝴蝶和其他依赖行军蚁的昆虫。随着越来越多的阳光穿透减少的树冠,喜欢遮荫的植物和动物物种灭绝了,而“缝隙”物种,如藤蔓和某些鸟类和昆虫物种,繁殖了。这些损失继续引发连锁反应,导致金融体系发生深刻变化,最终导致其崩溃。

世界各地进行的类似实验也得出了类似的结果(尽管在某些情况下,某些群体之间的多样性实际上可能会增加)。森林边缘物种、光隙物种和稀树草原物种在森林斑块上的定居可以抵消对森林变化不太耐受的物种的损失,并保持斑块的多样性。在某些情况下,森林碎片多样性可能保持稳定,但由于从森林斑块中消失的一些独特物种没有得到补充,总体(全球)多样性下降。地面生境物种比冠层生境物种更容易受到森林破碎化的影响。随着土地面积的减少,生物多样性的下降是一个需要考虑的重要趋势第十节)。

在全球研究中,较大的森林斑块失去的物种较少。多样性下降,但速度和程度与斑块的大小成反比。换句话说,斑块越大,存活下来并成功繁殖的生物就越多。因此,这些实验表明,生态系统的面积直接影响生物多样性。

第五部分:

热带雨林的土壤和生物多样性

热带雨林的土壤影响着森林的多样性。尽管近70%的热带雨林存在于贫瘠的酸性土壤上,但它在很大程度雷竞技登录页面上保持了其肥力,这要归功于养分循环和其他过程。然而,在一些地区,土壤非常贫瘠,只有有限数量的树种可以生长(尽管按照温带标准,这些森林仍然高度多样化)。其中一个例子就是生长在岩石、沙质土壤上的所谓“白沙”或“黑水”森林。有些森林只生长在岩石和其他树木的树根上。在这种条件下生长的树木往往是叶子中含有单宁酸的物种,这反过来又把当地的河流变成了“黑水”河。它们叶子中的苦单宁限制了昆虫的数量,从而减少了森林中可以养活的动物的数量(昆虫是大多数热带雨林中大型动物的主要食物来源)。雷竞技reybat吧这些“黑水”森林是自我延续的,因为它们的叶子腐烂形成的“黑水”河只会使土壤变得更酸,并阻止其他树种在已经缺乏营养的土壤上生长。

在像igapò或“沼泽森林”那样土壤潮湿的森林中,树木的多样性,因此总多样性也可能减少。像柏树和棕榈树这样能够忍受潮湿土壤条件的树种数量有限,这意味着这些少数树种往往主宰着这些地区。因此,在这些地区,只有以它们的果实、叶子和种子为食的动物才会大量繁殖。

高多样性的森林通常生长在营养丰富(有时是火山土壤)、排水良好的土壤上。这些森林通常位于免受强风和定期洪水等重大干扰的地区。

第六部分:

热带雨林的短期变化和生物多样性

雷竞技reybat吧热带雨林及其多样性不是以恒定的状态存在的,而是一系列影响的产物,包括火灾、树木倒塌、小规模的人类清理,甚至熔岩流。这些事件通过给新物种在没有高耸的树冠树的情况下生长的机会来增加森林的多样性。新树种的生长为它们的共生物种带来了新的机会(例如新的传粉者或种子传播者)。

经常受到压力的森林,比如那些季节性受到强风和风暴影响的森林,往往矮小,树冠不发达,多样性减少。“典型的”高热带雨林通常出现在雷竞技reybat吧不受强风影响的地方,如山谷和某些地理区域。

在一个相对较小的区域内,森林动态可能有很大的变化。例如,在亚马逊中部的陆地雨林中,平均树龄可以超过300年,有些树雷竞技reybat吧木可以超过300年千年历史-森林周转率可能极低。相比之下,附近的洪泛平原森林的周转率可能不到70年,因为迁徙的河道会周期性地破坏河岸和树木。

在因伐木、焚烧和农业发展等活动而退化的森林中,多样性通常急剧减少。一般来说,当森林被砍伐时,浓密的树冠结构会受到干扰,让更多的阳光穿透森林地面。森林更有可能干涸,通过蒸发和蒸腾系统循环的水更少。许多雨林物种无法应对森林小气候的变化,要么继续生存,要么逐渐灭亡。此外,某些珍贵的硬木树木因伐木而丧失,对与其有相互依存关系的物种产生重大影响。研究表明,任何形式的伐木都会减少热带森林的多样性——世界各地的研究表明,退化森林中的某些物种,尤其雷竞技登录页面是灵长类动物、鸟类和昆虫的数量减少。虽然某些物种的丰富度和多样性可能在局部有所增加,但由于特别适应未受干扰森林条件的物种的丧失,生物多样性在区域或全球总体上有所下降。退化的森林也更容易被人类开发或焚烧,严重减少了多样性。印度尼西亚和巴西森林的大量采伐是造成干旱森林条件的部分原因,导致了这种疾病的广泛传播1997-1998年的森林火灾

第七部分:

冰河时代、过渡带和雨林的生物多样性

最近的研究表明,过渡带在热带雨林的生物多样性中起着重要的作用。雷竞技reybat吧与热带雨林和稀树草原、次生林、人工林和雷竞技reybat吧其他森林类型接壤的过渡带是进化的温床,在那里,进化竞争可能导致新物种的出现。科学家们说,过渡带的种群可能专门适应生态位,与森林内部的种群有很大的差异。这个新理论最初似乎挑战了流行的观点,即冰河时代在雨林多样性中起着非常重要的作用。然而,一些科学家推测,森林的消退和冰河时代的破碎将创造更大的过渡带面积,进一步促进生物多样性。因此,这两种条件的结合可能促成了众所周知的热带雨林的多样性。雷竞技reybat吧雷竞技登录页面

冰河时代/冰川作用

热带雨林的相对年龄对其多样性起着一定的作用,雷竞技登录页面尽管这个作用在很大程度上仍存在争议。雷竞技登录页面热带雨林可能是地球雷竞技reybat吧上最古老的连续生态系统。雷竞技登录页面热带雨林在大约1.雷竞技reybat吧4亿年前,也就是白垩纪晚期的恐龙时代开始形成。正是在这一时期,当世界上大部分地区的气候都是热带或亚热带的时候,开花植物起源并后来在全球范围内传播。雷竞技登录页面

在漫长的历史中,物种来来去去,群落被摧毁又被改造,整个系统都发生了变化。随着这些变化,随着新物种的出现,系统内形成了新的关系。总的来说,这些变化是相对缓慢的,尽管在短时间内发生了剧烈变化的剧变时期。这些自然剧变似乎促进了生物多样性的增加,这一点可以从气候变化的影响中得到证明冰河时代尤其是在东南亚的马来群岛。

今天,马来群岛的大约两万个岛屿中的许多都被热带森林覆盖。雷竞技登录页面在过去的1亿年里,这些热带雨雷竞技reybat吧林中的一些以某种形式存在着,尽管,正如在一个节在美国,古代森林中大型哺乳动物较少,也没有开花植物。当冰河时代到来,海水凝结或被极地冰锁住时,中国南海浅层的海底暴露出来,使得来自亚洲大陆的物种得以交叉。虽然由于靠近海洋和赤道,该地区受气温下降的影响比其他地区小,但气候明显变冷,足以导致热带雨林退化成零星的斑块。雷竞技登录页面原来的热带雨林被稀树草原和山地森林生态系统所取代。雷竞技登录页面该地区大部分地区都有明显的短暂雨季。

当冰河时代结束时,气候变暖,海水再次上升,重新淹没了南海的浅水地区。许多从大陆过来的动植物被困在改造后的岛屿栖息地。此外,一些山地和温带物种适应了逐渐变暖的气候,成为热带物种。雷竞技登录页面在冰河时代幸存下来的小块热带雨林充当了生物雷竞技登录页面储藏库,使扩大的热带森林地区重新繁衍生息。一些被分离到不同地区的热雷竞技登录页面带物种在隔离期间辐射得足够强,当它们再次相遇时,它们的习性和生理特征已经发生了足够大的变化(适应了它们在热带地区的生态位),以至于它们不能再繁殖,可以被认为是不同的物种。

多样性在随后的冰河时期再次倍增,冰河时期造成了隔离,随后的适应性辐射形成了更独特的物种。例如,假设一个大象物种起源于亚洲大陆的单一物种。在冰河时期,它的活动范围扩大到马来群岛的一些岛屿,这些岛屿由于海平面较低,已经与大陆相连。当冰河时代结束时,大象被困在岛上。在较小的岛屿上,体型较小的大象往往能更成功地生存和繁殖,因为岛上较少的食物可以维持它们较低的饮食需求。体型较大的个体繁殖成功率往往较低。因此,在几千年的进化过程中,岛屿上的大象变得矮小,当下一次冰河时代的交叉到来时,岛上的大象就不会和大陆的大象交配了。由于岛象在跨界期间在亚洲大陆扮演了不同的角色,一些矮小的岛象在下一次水位下降时留在了大陆。这些大象现在与它们的岛屿祖先隔离开来,在下一次交配时,它们可能会分化到无法与岛屿大象繁殖。因此,在两个冰河时代的过程中,一种大象变成了三种,而没有考虑到其他形式的大象会在具有不同生态位的岛屿上发展起来,比如那些有更多山地地形、沼泽或不同植物种类的岛屿。 And so the process of进化通过地理上的隔离,继续繁衍,形成了更多的物种。

亚马逊雨林受到冰河时代影响的方式与东南亚不同,因为海平面的变化与岛屿的存在所起的作用不同。相反,较低的温度可能导致热带雨林的巨大收缩,并导致其被稀树草原所取代。雷竞技登录页面在冰河时期,二氧化碳含量下降了50%,导致大多数需要高浓度二氧化碳的植物(被称为C3植物)减少。一些植物,如C4植物,尤其是禾草,在低二氧化碳条件下生长良好。因此(根据一种主流理论),当冰期二氧化碳水平下降时,满是C3植物的雨林退缩,而稀树草原草(C4植物)扩大了它们的活动范围。雷竞技reybat吧热带雨林被稀树草原分割成岛屿,而物种群落则被划分在孤立的口袋里。一些群落分化,当森林扩张,群落重新结合时,它们发生了足够的变化,因此它们可以或不会繁殖。

这种“避难所”理论,虽然有一些花粉证据的支持,但并没有被普遍接受。最近在几个有限地点进行的研究表明,在过去的冰河时期,亚马逊可能仍保持着茂密的森林。1999年,Hooghiemstra和van der Hammen提出,花粉证据支持这两种理论,两种情况可能发生在亚马逊盆地的不同地区和不同时期。

一个理论2005年提出的一项研究认为,亚马逊雨林的生物多样性与气候变化的关系远远小于与本地物种和森林本身的生物学关系。伦敦大学学院的科学家们通过观察亚马逊流域蝴蝶物种的“dna时钟”得出结论,雨林蝴蝶的进化速度非常不同,这一发现表明,它们的进化在很大程度上不受冰河时代等外部因素的影响。该研究的主要作者Jim Mallet说,这项研究“排除了过去气候变化导致的地理隔离是物种进化的主要原因。”相反,物种的进化在很大程度上是由每一组物种的内在生物特征引起的。”

第七部分:

图像多样性

因为植物在热带雨林中一年四季生长,它们必须不断地保护自己免受一系列捕食者的攻雷竞技登录页面击。在数百万年的进化过程中,植物已经发展出各种机械和生化防御。像刺、刺和刺毛这样的机械防御似乎是对植物产生的化合物(如生物碱、单宁和有毒氨基酸)的二级保护。

作为回应,就像生化战争一样,食草昆虫已经适应了这些化合物,而吃这些植物的昆虫能够解毒这些化学物质。结果是,任何给定的昆虫物种都只适应了以有限数量的植物物种为食,而这些植物物种对大多数其他昆虫来说都是有毒的。

药用植物

经过严格的自然选择过程,植物物种已经完善了各种化学防御,以确保在数百万年的进化中生存下来,并且被证明是一个越来越有价值的化合物和具有大量药用价值的提取物的储存库。这些植物合成的化合物可以抵御寄生虫、感染和食草动物,创造出非常强大的化学模板,药理学家可以利用这些模板制造新药。

植物和昆虫之间发展出了有趣的联系,比如蝴蝶和西番莲属的西番莲藤蔓。西番莲藤蔓含有氰化物化合物,可以防止捕食者。然而,Heliconid毛虫已经适应了这些化合物,并且能够吃藤蔓的叶子。因此,蝴蝶直接在西番莲藤上产卵,这样幼虫就很容易获得食物来源。西番莲花通过发展机制来对抗这种行为,阻止蝴蝶在它们的叶子上产卵。一些西番莲已经进化出了结构(实际上是蜜腺),可以为蚂蚁创造巢穴并产生多余的花蜜。作为回报,蚂蚁会攻击任何侵入宿主的东西,包括蝴蝶卵。相对于它们的捕食者,一些西番莲有类似于蝴蝶卵的结构。由于太阳花蝴蝶不会在已经有(或看起来有)这些卵的叶子上产卵,她会转移到另一种植物上。通过这种方式,西番莲阻止了蝴蝶,而不需要投入任何资源来生产花蜜来保护蚂蚁,这是许多其他植物采用的一种保护技术,作为它们的主要防御手段。 Heliconid caterpillars that develop into butterflies retain the cyanide they consumed as larvae, making the adult butterflies highly unpalatable to predators. The distinct pattern and color of Heliconid butterflies acts as a sort of warning for predators of its toxic composition. When a predator eats one of these butterflies and experiences a foul taste and other ill effects, it learns to associate the colors and patterns of the prey with the bad experience. The next time the predator recognizes the color pattern, it is likely to avoid that potential prey.

有毒的邮递员蝴蝶,Heliconius melpomene,在巴西

在雨林中,各种动物经常使用这种警告色来宣传不良口味或有毒成分。有毒的化学物质几乎不会杀死捕食者,但会引起剧烈的疾病。如果毒液杀死了捕食者,那就没有用了,因为下一个捕食者会犯同样的错误,吃掉猎物。通过使捕食者生病,毒素使捕食者识别并避开难吃的猎物和类似的物种,这些物种被称为模仿者。

捕食者和猎物都有三种形式的模仿:贝叶斯模仿、穆勒模仿和自我模仿。拟态是指动物物种之间的相似性;伪装是指一种类似无生命物体的动物。

贝氏拟态

贝叶斯拟态是以英国科学家亨利·沃尔特·贝茨的名字命名的,他在19世纪中后期研究了亚马逊蝴蝶的拟态。贝叶斯拟态指的是两个或两个以上外表相似的物种,但其中只有一个物种有刺、毒刺或有毒化学物质,而其明显的双重物种缺乏这些特征。第二种物种除了与不好吃的物种相似之外没有任何防御能力,并且由于与不好吃的物种相似而受到某些捕食者的保护,捕食者将其与特定的外表和糟糕的经历联系在一起。贝叶斯模仿的例子是几种模仿有毒蝴蝶的蝴蝶。另一种迷人的蝴蝶模仿者是无毒的印度尼西亚凤蝶。每只雌性蝴蝶(不管它的颜色)都可以产生一种或多种不同的雌性形态,模仿其他五种难闻的蝴蝶中的任何一种。贝氏拟态也存在于有毒的珊瑚蛇和无害的新世界的乳蛇和王蛇中。两种蛇都有黄色、红色和黑色相间的标记,可能的捕食者会避开它们。通常可以用一句古老的侦察谚语来区分蛇:“红对黄,杀一个家伙。”红对黑:杰克的朋友。” The deadly coral snake has bands in the order of red, yellow, black, while the innocuous species have the pattern of red, black, yellow (although the rule is not failsafe and there are exceptions).

Muellerian模仿
左边是帝王蝶,右边是总督蝶。这两种食物对捕食者来说都不好吃。(摄影:R. Butler)

穆勒模仿是以弗里茨·穆勒的名字命名的,他是一位德国动物学家,比贝茨晚30年在亚马逊工作。这种形式的模仿指的是两个令人难以接受的物种,它们相互模仿,带有明显的警告色(也称为警告色)。因此,所有的模仿者都能分享颜色的好处,因为捕食者在经历了几次糟糕的经历后,会认出一个令人不快的群体的颜色。由于几个物种对捕食者有着相同的外表,生命的损失将分散到几个物种上,减少对每个物种的影响。毒箭蛙南美洲的曼特拉蛙和马达加斯加的曼特拉蛙都是典型的例子,它们的黑色斑纹和鲜明的色彩衬托着鲜明的色彩有毒的成分

自我模仿

猫头鹰蝴蝶(Caligo idomeneus)。注意这个明显的眼点。(摄影:R. Butler)

自我模仿是一个误导性的术语,指的是动物的一个身体部位模仿另一个身体部位,以增加攻击时的生存能力,或帮助捕食者看起来无害。例如,数不清的飞蛾、蝴蝶和淡水鱼都有“眼斑”:一闪而过的深色大斑点可能会暂时吓到捕食者,让猎物多出几秒钟的时间逃跑。
“眼点”还可以通过给捕食者一个虚假的目标来帮助猎物逃脱捕食者。蝴蝶翅膀外侧受到攻击比头部受到攻击更有可能存活。

捕食者很少利用自我模仿来帮助捕捉猎物,表现得不那么具有威胁性,或者在攻击的源头上欺骗猎物。例如,东南亚的几种海龟和蛙嘴鲶鱼(Chaca sp.)有舌头的延伸,作为一种诱饵,将猎物吸引到一个容易捕获的位置。自我模仿最有趣的例子之一是中非所谓的“双头”蛇,它的尾巴像脑袋,脑袋像尾巴。这条蛇甚至像大多数蛇移动头部一样移动尾巴。这种适应的作用是欺骗猎物,让它们相信攻击的源头不是它。

蓝色大闪蝶(摄影:R. Butler)

伪装

另一种完全不同的欺骗方法是伪装,动物们试图让自己看起来没有生命或不能食用,以避免被捕食者和猎物发现。有许多雨林物种的例子,它们的颜色与周围环境相匹配。例如,马达加斯加的尾尾壁虎是令人难以置信的伪装大师,几乎不会被路人注意到。一个更神奇的群体是蝈蝈,这是一种类似蚱蜢的昆虫,在世界各地都有发现。蝈蝈是夜行性昆虫,在白天不活动时,它们用自己的隐色来保持不被注意。他们保持完美的静止,通常在一个位置,使他们融入更好。蝈蝈已经进化到身体颜色和形状与树叶相匹配的程度,包括吃了一半的叶子、快死的叶子、有鸟粪的叶子、树枝、小树枝和树皮。其他著名的伪装艺术家包括甲虫、螳螂、毛毛虫、飞蛾、蛇、蜥蜴和青蛙。

有些品种在没有适当环境的情况下,会出现明显的颜色。例如,在森林里灿烂的蝴蝶中,有一种很壮观电蓝Morpho它的上翼为彩虹蓝色,翼展为7英寸。然而,由于翼下是黑暗的,当大闪蝶飞过闪烁的灯光的森林,甚至在光天化日之下,它似乎消失了。其他森林物种,尤其是哺乳动物,身上有斑点或条纹,以帮助打破动物的轮廓。在树冠形成的树荫下,大型哺乳动物喜欢豹子捷豹豹猫,霍加皮令人惊讶的是,它们的破坏性颜色很难被发现。

哥斯达黎加的雨林采取瑞德·巴特勒
马来西亚沙巴的雨林。采取瑞德·巴特勒
马来西亚沙捞越的雨林。采取瑞德·巴特勒

审查问题

复习问题——第一部分

  • 大多数植物和动物物种生活在雨林的哪一层?
  • 什么是附生植物?
  • 附生菌的例子是什么?(提示:想一种流行的花)
  • 藤本植物是什么?
  • 什么是共生关系?
  • 什么是关键物种?
  • 为什么刺鼠在雨林生态系统中如此重要?

复习问题-第二部分

  • 为什么生物多样性普遍向热带地区增加?
  • 雨林最终从哪里获得能量?
  • 为什么雨林中很少有相对丰富的物种?

复习问题:-第三部分

  • 树冠如何扩大雨林的生物多样性?
  • 面积如何影响生物多样性?
  • 森林破碎化是否减少了森林多样性?
  • 土壤如何影响森林多样性?

复习问题:-第四部分

  • 面积如何影响生物多样性?
  • 森林破碎化是否减少了森林多样性?

复习问题:-第七部分

  • 气候变化如何影响物种的分布?

复习问题:-第八部分

  • 为什么有些雨林动物(尤其是昆虫和青蛙)的颜色是鲜艳的?
  • 植物如何保护自己免受捕食者的侵害?

复习问题:-第九部分

  • 模仿的三种类型是什么?
  • 为什么伪装很重要?

引用

引文-第一部分

  • 开篇引言来自渡渡鸟之歌大卫·奎曼著(纽约:斯克里布纳出版社,1996)。
  • 在他的生命的多样性(剑桥,质量。(Belknap Press, 1992), E.O.威尔逊用灌木丛中蚂蚁数量的例子雄辩地描述了雨林的多样性:亚马逊丛林中的一棵灌木丛中可能有比整个不列颠群岛更多的蚂蚁种类。
  • “生态系统平均净初级产量”表来源于霍尔盖特,M.(《生物多样性的生态意义》,《环境》第25卷,第6期,1996年9月)。
  • e·o·威尔逊用相似大小的地点的鸟类种类数量证明了热带地区多样性的增加(生命的多样性马萨诸塞州剑桥市(Cambridge):贝尔纳普出版社,1992)。
  • “雨林多样性肖像”这个盒子来自几个来源:植物物种(e·o·威尔逊,生命的多样性马萨诸塞州剑桥市(Cambridge):贝尔纳普出版社,1992);蝴蝶(罗宾斯,R.K.和奥普勒,p.a.,“蝴蝶多样性和与鸟类和哺乳动物多样性的初步比较”,第69-75页生物多样性二世。Reaka-Kudla, Wilson, Wilson,编辑。,Joseph Henry Press, Washington D. C. 1997); and insects (Didham, R.K. and Stork, N.E., "Rise of the Supertramp Beetles," Natural History, Vol. 107, No. 6. July/August 1998).

引文-第二部分

  • 关于稳定性的部分——尤其是关于竞争和进化过程的部分——深受e·o·威尔逊的影响,生命的多样性马萨诸塞州剑桥市(Cambridge):贝尔纳普出版社,1992。

引文-第四部分

  • 麦克阿瑟和威尔逊提出了栖息地大小与物种多样性相关的观点岛屿生物地理学理论,普林斯顿,新泽西州:普林斯顿大学出版社,1967年。
    生态系统最小临界尺寸项目(森林碎片生物动力学项目)的背景在Lovejoy, T.E.等人的“亚马逊森林遗迹的生态系统衰变”中给出,M.H. Nitecki编辑。灭绝,芝加哥:芝加哥大学出版社,1984;Lovejoy, T.E.等人,“边缘和隔离对亚马逊森林碎片的其他影响”,见M.E. Soulè,主编,保护生物学:稀缺和多样性科学,桑德兰:Sinauer出版社,1986;威尔逊,E.O生命的多样性马萨诸塞州剑桥市(Cambridge):贝尔纳普出版社,1992;Quammen、D。渡渡鸟之歌,纽约:Scribner出版社,1996;以及小劳伦斯W.F.和R.O.比尔雷格德主编,雷竞技登录页面热带森林残余物:生态、管理与保护《社区》,芝加哥:芝加哥大学出版社,1997。
  • 根据lawrence, W.F.和R.O. Bierregaard等人的说法,较小的碎片由于树木倒下而受到更大的干扰,并遭受了生物量的损失。雷竞技登录页面热带森林遗迹:破碎群落的生态学、管理和保护,芝加哥:芝加哥大学出版社,1997;劳伦斯,W.F,“亚马逊森林碎片的生物量崩溃”,《科学》Vol. 278(1117-1118), 1997年11月。劳伦斯和比尔加德编辑的作品进一步调查了世界各地的碎片化地点,得出了碎片化减少了全球生物多样性的结论。Bawa, K.S.和Seidler, R.,“天然林管理和热带森林生物多样性保护”,保护生物学Vol. 12 No. 1(46-55), 1998年2月,也得出了类似的结果。雷竞技登录页面
  • Williamson, M.(《岛屿人口》,牛津:牛津大学出版社,1981)进一步讨论了岛屿生物地理学;Quammen, d。渡渡鸟之歌(纽约:Scribner出版社,1996);奥斯特泽,p。世界碰撞的地方,纽约:康奈尔大学出版社,1997);詹姆斯·h·布朗,j.h.和M.V.洛莫里诺(生物地理学(第二版),桑德兰:Sinauer Associates, 1998年);惠特克,R.J. (岛屿生物地理学:生态学、进化与保护,牛津:牛津大学出版社,1999)。

引文-第六部分

  • Eldredge, N.和Gould S.(“间断平衡:种进化渐进主义的另一种选择”,载于T. Schopf,《古生物学模型》,纽约:WH Freeman出版社1972年版),介绍了间断平衡作为一种新的进化理论的概念。
  • Rutherford, S.L.和S. Lindquist,“HSP90作为形态进化的电容器”,Nature 396: 336-342, 1998年讨论了“末日基因”,它可能使物种在仅仅几代人的时间内经历剧烈的结构变化,以应对突然的环境变化。

引文-第七部分

  • Colinvaux, p.a.等人,“来自亚马逊低地的长期花粉记录:冰川时期的森林和冷却”,《科学》Vol. 274(85-88), 1996年10月;Turcq, B. et al.,“亚马逊雨林火灾:7000年的湖泊记录”,Ambio Vol. 27 No. 2(139-142), 1998年3月;Hooghiemstra, H.和van der Hammen, T.,“新热带雨林的新近纪和第四纪发展:避难所假说和文献综述”,《地球科学评论》,第44卷,第3-4期(147-18雷竞技登录页面3),1998年9月。
  • Whitmore, T.C.(马来群岛的生物地理演化,牛津:克拉伦登出版社,1987)和Van Oosterzee, P. (世界碰撞的地方(纽约:康奈尔大学出版社,1997)回顾了冰河时代对印度尼西亚和新几内亚关于华莱士线的讨论的影响。两者还简要讨论了一些关于全球冰期成因的理论。关于冰期的更多细节见J. Imbrie, (冰河时代:解开谜团,哈佛:哈佛大学出版社,1986);罗普,D,灭绝:坏基因还是坏运气?纽约:W.W.诺顿出版社,1991);Lundqvist, j(“第四纪气候波动、全球环境变化和人类的影响”,《自然与资源》,第32卷,第4期,1996年);Van Oosterzee, p。世界碰撞的地方,纽约:康奈尔大学出版社,1997);和Bradley R.S.(古气候学(国际地球物理系列第64卷),学术出版社,1999年)。
  • 人口多样性这一栏摘自Hughes, j.b., G.C. Daily和P.R. Ehrlich,“人口多样性:其范围和灭绝”,《科学》278:689,1997年10月24日。