洞穴生物的奇妙适应性

作者: 赵亚辉

来源: SELF格致论道讲坛

发布日期: 2020-01-18 11:01:30

本文探讨了洞穴生物,特别是洞穴鱼类的适应性和保护问题。文章详细描述了洞穴生物如何在极端环境中生存,包括眼睛和体色的退化,以及功能和器官的特化。此外,文章强调了洞穴生物面临的保护挑战,包括分布范围狭窄和种群数量低,以及人类活动对洞穴生态的威胁。

洞穴或地下水系对于生物体来讲,属于一种极端的生活环境。你在洞穴里所能看到的就是无穷无尽、无边无际的黑暗。赵亚辉,中国科学院动物研究所副研究员,今天想和大家一起聊一聊洞穴的故事,特别是那些隐藏在深邃黑暗背后的生命奇迹。我们在过去的20多年时间里,几乎每年都会在中国西南喀斯特的地方进行洞穴生物考察。我们工作的主要目的就是去发现那些珍稀濒危以及不为人类所知的隐藏的洞穴生物多样性。

在我国西南的喀斯特地区,地表水实际上是非常匮乏的。但是与之相反,地下水却发育得非常好,形成了各种各样的水体形态。比如地下河流、地下湖泊、地下池塘,这些给洞穴鱼类的演化和适应辐射提供了非常好的条件。洞穴鱼类和洞穴生物的适应要想在洞穴这样的环境中生存下去,洞穴里的生物必须演化出一些特殊的本领,这集中体现在它们的外部形态上,我们把这些叫作洞穴适应性的特征,主要包括两个方向,一个是退化,另外一个是特化。

从外形上可以看到,最为明显的是很多洞穴鱼类的眼睛呈现不同程度的退化。有的种类还保持着一对相对比较完整、功能也比较好的眼睛;有的则只剩下黑色的眼点;而有的鱼类连小黑点也不要了,眼睛从它们的外表上完全消失了。洞穴鱼类眼的退化表现在不同层次上。另外一个比较典型的退化特征,就是洞穴鱼类的体色。很多洞穴鱼类的体色因为消褪,从而形成了透明或者是半透明的身体状态。

如果想更好地在洞穴中生存下去,单靠退化的眼睛可是不成的。特化的功能和器官就显得非常重要了,比如很多洞穴生物倾向有一个延长的附肢。对洞穴鱼类来说,它跟地表种相比有比较延长的胸鳍和腹鳍。这些相对延长的附肢可以让洞穴生物在运动的过程中增加感受周围环境的范围,使它们更好地在黑暗的环境中生存下去。

洞穴和洞穴生物需要保护很多洞穴鱼类的分布范围是非常狭窄的,有些种类只分布在特定的洞穴或者特定的地下河中,这意味着如果这个洞穴被破坏了,这个物种可能就会遭受灭顶之灾。我们在洞穴中发现一个有意思的现象,几个不同的物种经常生活在一起,我们叫同域分布,这也意味着这个洞穴如果被破坏之后,不仅是一个物种倒霉,可能受影响的是几个不同种类的洞穴鱼类。除了分布区狭窄之外,很多洞穴鱼类的种群数量也非常低。

极低的种群数量,加上分布区又那么狭窄,使得绝大多数的洞穴鱼类都非常容易受到人类活动的扰动而濒危。

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