自然生態(tài)系統(tǒng)既多樣又脆弱。氣候變化，污染或外來(lái)物種傳播等環(huán)境變化很容易使生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。因此，研究人員正在調(diào)查生態(tài)系統(tǒng)易受破壞的程度。但在尋找答案時(shí)，他們面臨的問(wèn)題是，復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)包括無(wú)數(shù)的交互，實(shí)際上不可能全面記錄并轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)集包含來(lái)自290個(gè)食物網(wǎng)的信息

為了克服這一障礙，由德國(guó)耶拿弗里德里希席勒大學(xué)的生態(tài)學(xué)家Ulrich Brose教授和德國(guó)綜合生物多樣性研究中心(iDiv)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新方法。該方法的特點(diǎn)是，只需要有關(guān)捕食獵物的“捕食者”特征的有限信息。這些數(shù)據(jù)使研究人員能夠確定棲息地的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，而無(wú)需全面檢查與其他生物的關(guān)系?？茖W(xué)家們使用來(lái)自290個(gè)食物網(wǎng)的220,000個(gè)相互作用的大型數(shù)據(jù)集確認(rèn)了他們的方法的價(jià)值。他們?cè)谑嗄甑臅r(shí)間里收集了全世界研究合作伙伴的數(shù)據(jù)。

擁有較小獵物的較大獵人是生態(tài)系統(tǒng)的理想選擇

“捕食者的決定性特征是它的體重與獵物之間的關(guān)系，”最近被授予圖林根研究獎(jiǎng)的博澤解釋說(shuō)。“如果存在很大差異，這會(huì)對(duì)食物網(wǎng)的能量流平衡產(chǎn)生積極影響，并進(jìn)而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生積極影響。”因此，具有小型獵物的大型獵人，如捕鼠貂，對(duì)生物的棲息地具有重要的積極作用。

在他們收集的數(shù)據(jù)的幫助下，博澤和他的團(tuán)隊(duì)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)哪些動(dòng)物在食物網(wǎng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。如果除了體重之外還考慮其他特征，例如運(yùn)動(dòng)模式或代謝類(lèi)型，則預(yù)測(cè)甚至更精確。分析表明，根據(jù)棲息地的性質(zhì)，不同種類(lèi)的捕食者維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。在三維生物群落(空氣，水)中，非常大的捕食者具有穩(wěn)定作用，而在二維空間(陸地)中，這是由較小的捕食者完成的。

食物網(wǎng)理論為實(shí)際的自然保護(hù)提供了刺激

博澤和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在希望研究這些差異的原因。對(duì)于他們的下一步，他們希望用額外的物理因素補(bǔ)充食物網(wǎng)上的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，例如重力或生物體所在介質(zhì)的粘度。“我們的目標(biāo)是揭示生物多樣性架構(gòu)的基本規(guī)律，”博澤說(shuō)，他通過(guò)iDiv數(shù)據(jù)庫(kù)向其他研究團(tuán)隊(duì)提供了他的數(shù)據(jù)。他的最新發(fā)現(xiàn)也可能有助于縮小食物網(wǎng)理論與實(shí)際自然保護(hù)之間的差距。如果我們將自然保護(hù)理解為一種緩解自然免受外界干擾的方式，那么如果我們保護(hù)大型獵人，如水中的鯨魚(yú)和鯊魚(yú)以及空中的大型猛禽，我們將獲得最大的成功。相反，