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家养的小金鱼,入侵北美后成为3斤重的“鲤鱼王”,缺氧还能活5个月

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家养的小金鱼,入侵北美后成为3斤重的“鲤鱼王”,缺氧还能活5个月

把科学带回家 把科学带回家 9天前 10:43


在多伦多地区的一个雨水池里捞到的两条金鱼。(图片来源: Christine Boston/加拿大渔业和海洋部)


我们所熟悉的金鱼总是以迷你、可爱的形象游弋于鱼缸中,然而在大洋彼岸,这种看似人畜无害的生物却在生态环境中“大杀四方”。


2021年夏天,在加拿大多伦多西边一个只有两个篮球场大的雨水池(stormwater pond,用于降低洪峰以及平衡排水系统中雨水径流的流速的人工水体)里,生物学家竟然发现了2万多条金鱼。这些金鱼很可能是家养金鱼被放生后所繁衍的后代,它们不仅泛滥成灾,而且有些个体甚至长成了重达3磅(约1.4千克)的巨无霸。为了便于收集雨水和径流,北美地区的各城市在过去40年里一直在修建雨水池,然而入侵的金鱼却在这成千上万的雨水池中野蛮生长。

 

多伦多大学和加拿大渔业和海洋部(DFO)的生态学家正联手调查,这些污染严重、环境恶劣的雨水池是否赋予了具有超强抗逆性的金鱼更大的生存优势,以及其中的机制是什么。如果人们对此置之不理,这些金鱼很可能占领附近的五大湖区,并淘汰那里的本地种。多伦多大学斯卡伯勒(Scarborough)分校的保护生物学家尼古拉斯·曼德拉克(Nicholas Mandrak)参与了这个项目,他提出了自己的疑问:“随着气候变化,这些‘超级入侵鱼’可能会对生态产生越来越大的影响。它们的存在是不是我们人类所导致的?”


从观赏鱼到入侵物种


金鱼是一种原产于东亚的观赏鱼,最初可能是通过船舶的压载水(ballast water,为调整船的浮态和稳性、改善船的航行性能而注入特定船舱的水)进入了北美的五大湖和河流。曼德拉克估计,一些小的局部种群可能已经在这些水体内繁衍生息了150年。加拿大麦吉尔大学的入侵物种和生态学教授安东尼·里奇亚迪(Anthony Ricciardi)曾与曼德拉克合作,但并未参与这个研究项目,他认为不论这些金鱼进入什么样的新栖息地,它们对当地环境都是有害的。


图片来源:Hans/Pixabay


其中一个原因是,金鱼的进食过程会扰乱周围的环境。它们会将湖底和河底的细小沉积物大口吞下、在口中翻转,然后吐出泥沙并吸入从中掉落的食物。因此,金鱼会把许多水生植物连根拔起,并且使水变得浑浊、导致水中光照减少,因此水生植物也可能最终会因缺乏光照而死亡。里奇亚迪补充说,金鱼用这种破坏行为改造了自己的栖息场所,却让那些靠视觉捕猎或依赖光照生存的物种的生存环境恶化了。

 

虽然这些入侵金鱼已经在北美生存了很长时间,但在过去的10年里,随着城市雨水池的不断增建,在各处的雨水池和五大湖的一些港口水域内,它们的数量出现了急剧的增加。生物学家推测,大多数雨水池里的金鱼最初是由人类引入的,因为湖泊里的金鱼不太可能逆流游动到位于上游的这些孤立的池塘中。大多数鱼类物种无法在雨水池中存活,因为这些池塘中环境恶劣且不稳定,不仅水位会随着降雨状况而频繁波动,而且由于其深度较浅,池水的含氧量很低,水温也相对较高。然而这些金鱼却演化出了一套特殊的代谢系统,使它们有时能在没有氧气的环境中生存长达5个月。


潜在危机


加拿大渔业和海洋部研究鱼类生产的生物学家克莉丝汀·波士顿(Christine Boston)认为,科学家所担心的是,由于全球变暖导致河流和湖泊中的含氧量下降,金鱼可以凭借这一超强的耐受力获得相对本地种的竞争优势。如果这些金鱼真的具备了这样的竞争优势,在城市雨水池中的金鱼流入自然湿地后,它们的破坏力可能会比当前野生的金鱼种群更强大。为了获得进一步的认识,曼德拉克和同事正在比较雨水池和自然生境中的金鱼种群,研究它们在当前的环境和未来气候变暖背景下的环境中的生存情况。

 

2021年夏季,研究团队调查了两个雨水池中金鱼的温度耐受性。研究人员把金鱼放入水中并缓慢地给水加热,当金鱼不能继续保持直立姿态时,就说明水温已经达到它们耐受的最高限度。曼德拉克计划在今年夏天测试另外24个雨水池中金鱼的温度耐受性,并与五大湖区野生种群的总体温度耐受性进行对比,并希望最终能找到调节金鱼温度耐受性的特定基因,同时判断相关基因在野生鱼和池塘中的鱼之间是否存在差异,如果存在差异就说明发生了演化适应。


科学家调查的其中一处雨水池,他们希望找到能适应恶劣水生环境的金鱼。(图片来源: Christine Boston/加拿大渔业和海洋部)

 

这个研究项目也揭示了雨水池的一些环境特征。这些池塘通常深度不到6英尺(约1.8m),池水通常比较温暖。池塘的含盐量往往很高,这是因为冬季在道路上撒的除雪盐流入了池中。此外,化肥的使用也使这些雨水池常常变得富营养化。波士顿指出,水温过暖和富营养化会导致水中含氧量降低。她目前也正在研发环境DNA(eDNA)的采样方法,以用于在少量水样中检测金鱼的遗传物质。掌握雨水池的环境特征后,加拿大渔业和海洋部还可以确定可能有金鱼栖息的“高风险”池塘,然后使用eDNA样品来快速地确定环境中存在哪些物种。如果在样品中检测到金鱼,人们就可以阻断池塘向附近的水道排水,降低这些耐受性超强的金鱼进入天然水体的风险。

 

曼德拉克、波士顿和里奇亚迪等专家都认为,要想更好地管理这些超级入侵金鱼,未来的工作重点在于预防。例如,在池塘周围放置标志,建议人们不要把不再想养的宠物鱼放生,而是把它们送回商店或送给朋友。除了给公众的建议之外,波士顿还建议土地开发商和工程师重新考虑雨水池的设计方案,以便防止金鱼或其他入侵物种泛滥,比如在雨水池和相邻水道之间建立屏障,或是在池里大量投放金鱼的天敌,如大嘴鲈鱼(它们本来就是这些地区的本地种)。

 

波士顿以及其他生物学家期待尽快充分了解入侵金鱼的威胁,避免它们危及下游的本地鱼繁殖地和湿地、造成无法挽回的后果。“在充分评估其潜在风险之前,我们应该尽力防止这些金鱼流入野外环境。”曼德拉克对此呼吁道。

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