如果大型食肉動(dòng)物滅絕，生態(tài)系統(tǒng)一定會(huì)崩潰嗎？

出品：科普中國(guó)

作者：賈偉

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

或因其體型龐大，亦或是人類本身處于食物鏈頂端，我們對(duì)同處于食物鏈較高位置的大型食肉動(dòng)物會(huì)有更多關(guān)注。因此，相比于小型且食草的動(dòng)物來說，我們下意識(shí)認(rèn)為大型食肉動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)中會(huì)更加重要。人們不禁思考，如果大型食肉動(dòng)物滅絕，生態(tài)平衡是否會(huì)被打破，生態(tài)系統(tǒng)最終是否會(huì)不可修復(fù)，走向崩潰？

圖片來源：veer圖庫

一、在相同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的物種間可被替代

生態(tài)系統(tǒng)中的生物與生物之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間通過能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞使其處于動(dòng)態(tài)平衡。同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)具有保持自身穩(wěn)定的能力，一般認(rèn)為其食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我恢復(fù)的能力越強(qiáng)。

在較穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，某一物種的滅絕，可以通過其他具有相似物種進(jìn)行替代，如在草原生態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)大型食肉動(dòng)物獵豹滅絕，食草動(dòng)物瞪羚數(shù)量短時(shí)間就會(huì)急劇增加，草的數(shù)量也會(huì)急劇減少；如果除了獵豹以外還有另一種食肉動(dòng)物（比如狼）的存在，那么獵豹一旦絕滅，狼就會(huì)增加對(duì)鹿的捕食壓力，而不致使鹿群發(fā)展得太大，從而就有可能防止生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。

狼和獵豹正在捕獵（圖片來源：veer圖庫）

事實(shí)上，狼與獵豹可以處于食物網(wǎng)中同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，相同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的不同物種具有相同的“作用”，因此獵豹滅絕，便可以由狼來“替代”。詳細(xì)來講，位于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的不同物種均能完成相同程度的生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞功能。

回到最初的假設(shè)，我們?nèi)绻軌蛘业侥艽娲笮褪橙鈩?dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)中完成相同程度的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞功能的其他事物，或者大型食肉動(dòng)物的滅絕不會(huì)通過影響這三大功能來破壞生態(tài)平衡，那么我們就認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)不會(huì)因大型食肉動(dòng)物的滅絕走向崩潰。

二、在能量流動(dòng)過程中可被替代

因此，就能量流動(dòng)而言，能量流動(dòng)是單向的，只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再依次流向后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動(dòng)；能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率大約是10%～20%。

所以，真正被大型食肉動(dòng)物獲取的能量少之又少，多數(shù)能量還是集中在物種的最底層，即綠色植物和食草動(dòng)物之間。也就是說，即使大型食肉動(dòng)物相繼滅絕，能量流動(dòng)的過程是幾乎不受影響的。大型食肉動(dòng)物在能量流動(dòng)過程中可以被替代。

地球上的能量幾乎都來源于太陽（圖片來源：veer圖庫）

同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指的是組成生物體的C、H、O、N、P等元素，不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，再到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程。例如碳元素主要以二氧化碳的形式憑借綠色植物的光合作用從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落，然后在生物體之間以食物鏈和食物網(wǎng)傳遞，最后又以生物的呼吸作用或分解者的分解作用從生物群落進(jìn)入大氣。

如果大型食肉動(dòng)物相繼滅絕，只是生物的呼吸作用會(huì)受到一定影響（比如草原生態(tài)系統(tǒng)上的獵豹滅絕，瞪羚的數(shù)量增加導(dǎo)致呼吸作用相應(yīng)增大），對(duì)分解者的分解作用影響甚微，所以生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)也基本無影響，大型食肉動(dòng)物在物質(zhì)循環(huán)中可以被替代。

物質(zhì)循環(huán)（圖片來源：全景網(wǎng)）

三、對(duì)生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞影響甚微

最后，就信息傳遞而言，大型食肉動(dòng)物滅絕后，生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞格局會(huì)改變，但總體并不會(huì)受到太大影響，因?yàn)椴妒痴邲]有了，就沒辦法傳遞給食草動(dòng)物其捕食者的物理信息和行為信息，食草動(dòng)物的警覺就會(huì)下降，但是警覺下降并不會(huì)讓自身的生存受到威脅，所以大型食肉動(dòng)物滅絕就算影響了生物之間的信息傳遞，但也不會(huì)讓生態(tài)系統(tǒng)崩潰。

對(duì)于可能擔(dān)心的草食動(dòng)物等其他動(dòng)物數(shù)量泛濫問題來說，捕食只是限制其數(shù)量的一個(gè)因素之一。限制動(dòng)物種群數(shù)量增長(zhǎng)的包括內(nèi)源性和外源性因素，捕食只是外源性因素之一，外源性因素還包括疾病、寄生、自然災(zāi)害、食物限制等，內(nèi)源性因素包括領(lǐng)域行為、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等，這些行為由于捕食者是突然消失短時(shí)內(nèi)也不會(huì)改變，這些因素都會(huì)限制其他物種數(shù)量的增長(zhǎng)。

死亡的鹿 （圖片來源：veer圖庫）

綜上所述，從“崩潰”的角度來說，就算所有大型食肉動(dòng)物都滅絕，生態(tài)系統(tǒng)也不會(huì)完全崩潰，菌類通過漫長(zhǎng)的進(jìn)化后也可以使生態(tài)再度恢復(fù)到一個(gè)我們現(xiàn)在完全不認(rèn)識(shí)的模樣。即使動(dòng)植物全部沒有了，細(xì)菌也能繼續(xù)維持地球生物圈的活躍，況且“大型食肉動(dòng)物滅絕”并不會(huì)引起多少動(dòng)物滅絕，作為食物的食草動(dòng)物的數(shù)量也可以被病原體、寄生蟲和人控制。

參考文獻(xiàn)：

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