第一部分:

雨林多样性——起源与意义

尽管热带雨林只覆盖了地球表面不到2%的面积,但据估计,地球陆地上50%的生命都居住在热带雨林中。雷竞技体育下载

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5000万种之间——热带雨林是世界生态系统中无可争雷竞技官网欢迎议的生物多样性冠军雷竞技体育下载,相对于亚热带、温带和北方生态系统,热带雨林每区域包含的物种数量要多得多。例如,温带森林通常由六种或更少的树种主导,它们占森林树木的90%,而热带雨林在一公顷(2.5英亩)内可能有480多种树种。雷竞技官网欢迎亚马逊雨林一丛蚂蚁的种类可能比整个不列颠群岛的蚂蚁种类还要多。雨林的多样性不是偶然事件,而是一系列雷竞技体育下载独特环境的结果。

美国和印度尼西亚之间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缩写,指的是栖息地、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、物种或栖息地变化。

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作用。一般来说,多样性和生态系统生产力随着系统可用的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,并在树叶和果实被各种生物吃掉或分解时转移到整个森林能量系统中。生态系统净初级生产的主要指标是植物对碳的固定。雷竞技官网欢迎在陆地生态系统中,雷竞技体育下载热带雨林的平均净初级产量最高,这意味着一英亩热带雨林储存的碳比任何其他类型的植被都要多。潮湿的气候为丰富的生物多样性增加了另一个重要因素:水。

稳定

稳定的热带雨林环境促进雷竞技官网欢迎了植物和动物的多样性,因为它们一年四季都可以相互作用,而不需要制定抵御寒冷或霜冻的保护措施。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,所以生态系统中不存在季节性食物短缺。植物丰富的食物来源(阳光)通过这个系统传递给食草动物,食草动物吃掉植物的叶子、种子和果实,再传递给食肉动物,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,雨林物种已经适应了充分利用所有可用的生态位。

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、专门的繁殖和喂养习惯、与其他物种的共生关系,以及其他复杂的适应性,使物种能够利用多面手无法获得的资源,在竞争中击败对手。雨林中几乎没有一个生态位是空置的,许多不同的物种可以共存在一个相对较小的区域,而不会侵犯它们的邻居。进化过程仍在继续,物种被推向越来越狭窄的生态位,直到它们难以置信地专门于自己特定的生活方式。

这一进化过程确保了没有一种适应性良好的物种(即甲虫)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所淘汰。多面手似乎在受干扰的条件下最能茁壮成长,比如在被清理为农业用地的地区。在这里,这些“杂草”物种可能相当常见。此外,任何在天然森林中丰富的物种都面临着捕食者会适应利用其丰富资源的威胁。例如,失败橡皮树橡胶树取代巴西橡胶树)亚马逊地区的种植园因叶枯病而严重受损。在普通的热带雨林中,橡胶树分布广泛,因此枯萎病一次最多只能消灭一棵橡胶树。

雷竞技官网欢迎热带雨林与温带森林雷竞技体育下载明显不同。在温带地区,许多动植物种类分布广泛,一片森林可能由六种左右的树木组成。相比之下,热带物种已经进化雷竞技官网欢迎到适应相对恒定的环境中的狭窄生态位,产生了巨大的多样性。例如,在一公顷热带雨林中已经发现了480多种树木。雷竞技官网欢迎

参观热带雨林的游客经常对他们所看到的感到失望,因为他们混淆了“多样性”和“丰富性”两个词。他们参观热带雨林,希望能看到10只美洲虎,几十只鬣蜥躺在小屋的露台上,还有大犀鸟等着给他们送早餐。你不会像在非洲大草原上那样遇到成群的角马或斑马。你也找不到一朵朵鲜花,甚至也找不到一群群五颜六色的鸟儿。雨林里的生命非常微妙。

雷竞技体育下载就物种数量而言,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几个个体。热带雨林的生物学是一种稀有物种雷竞技官网欢迎的生物学。雷竞技体育下载出现这种情况的原因是,大多数雨林物种在森林范围内是稀缺的,可能只在少数几个它们特别适应的小地区常见。某种物种可能在一个地区很常见,但在500码以外就极其罕见,在那里它会被另一个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,大量的稀有物种分布在整个森林中。其中一些物种极其罕见,濒临灭绝,尤其是在森林受到干扰的地方。这种模式的原因是许多物种高度专业化,以适应特定的生态位。在生态位存在的地方,该物种可能有大量的种群,并不断产生后代,前往新的地区殖民。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:

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食物来源、新的庇护所雷竞技官网欢迎、新的藏身之处以及雷竞技体育下载与其他物种相互作用的新区域等形式,进一步增加了多样性。事实上,据估计,雨林中70% - 90%的生命都是在树上发现的。树冠生态位能增加多样性的最好例子之一是附生植物,其中许多形成了自己的微型生态系统。新世界森林里的水罐凤梨可以储存超过8升(2加仑)的水,它们坚硬向上翘起的叶子形成了集水区。这些水池是青蛙蝌蚪和昆虫幼虫的摇篮,它们特别适应了这个微小的隐蔽生态位的生活,并为数百万其他树冠居民提供了水。科学界已知的附生植物超过28000种,尽管还有更多的物种从未被编目。

除了附生植物外,包括藤本植物和爬行植物在内的其他植物物种为地面动物获取冠层资源创造了新的途径。许多温带的陆生动物,如豪猪、袋鼠、食蚁兽、蚯蚓和螃蟹,已经移居到热带地区的树冠层。雷竞技官网欢迎

第四部分:

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,许多物种需要一个大范围的足够的猎物或种子饲料。这一想法的基础是由麦克阿瑟和威尔逊提出的岛屿生物地理学理论“,(1967)利用佛罗里达群岛的小岛。在这项研究发表后不久,研究的重点是岛屿生物地理学是否可以应用于栖息地的碎片。托马斯·洛夫乔伊(Thomas Lovejoy)在20世纪70年代末设计的一项实验中发现了这一概念的证据。该实验被称为生态系统最小临界规模项目,测量了森林斑块的生态系统衰退,范围从2.5英亩(1公顷)到2500英亩(1000公顷)。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,鼓励对热带雨林进行大范围的砍伐。然而,在亚马逊城市玛瑙斯北部一个被称为玛瑙斯自由区的地区,政府要求必须保护发达地区50%的森林。洛夫乔伊在他的实验中使用了这一规定,他说服土地所有者把他们所需的森林地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“,,发现退化最严重、多样性最少的是最小的1公顷保护区,而多样性保留最多的是面积最大的保护区。在较小的保护区,干燥的风到达内部,影响了树种,导致更多的树木倒下。树冠层的缝隙使更多的阳光照射到森林地面,进一步改变了下层植被的小气候,并导致了当地物种的组成变化。由于数量有限的树木无法提供食物,大型食草动物离开了这片土地,很快,掠食者也离开了,它们无法应对猎物的损失。捕食者的减少导致食物链失衡,小型食草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。行军蚁无法靠贫瘠的森林支撑,它们也离开了,同时离开的还有依赖行军蚁的鸟类、蝴蝶和其他昆虫。随着更多的阳光穿透日渐减少的树冠层,喜欢阴凉的植物和动物物种相继灭绝,而“缝隙”物种,如藤蔓、某些鸟类和昆虫物种,则大量繁殖。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。

在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、光隙专家物种和热带稀树草原物种对森林斑块的殖民可以抵消对森林变化不耐受的物种的损失,保持斑块的多样性。在某些情况下,森林碎片的多样性可能保持稳定,但整体(全球)多样性下降,因为从森林斑块中消失的一些独特物种没有得到补充。地面栖息物种比冠层物种更容易受到森林破碎化的影响。生物多样性随着土地面积的减少而减少是需要考虑保护的一个重要趋势第十节).

在全球研究中,较大的森林斑块失去的物种更少。多样性下降了,但其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:

雨林的土壤和生物多样性

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,但它的肥力在很雷竞技官网欢迎大程度上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,只能生长有限数量的树种(尽管按照温带标准,这些森林仍然高度多样化)。其中一个例子是生长在岩石和沙质土壤上的所谓“白沙”或“黑水”森林。其中一些森林只生长在岩石和其他树木的根上。在这种条件下生长的树木往往是树叶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酸限制了昆虫的数量,从而减少了森林可以支持的动物数量(在大多数雨林中,昆虫是大型动物的主要食物来源)。雷竞技体育下载这些“黑水”森林是自我延续的,因为树叶腐烂产生的“黑水”河流只会使土壤更加酸性,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”这样土壤潮湿的森林中,森林树木的多样性,因此整体多样性也可能会减少。能够忍受潮湿土壤条件的天蚕和棕榈树等树种数量有限,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是丰富的。

高多样性的森林通常在营养丰富(有时是火山)排水良好的土壤上发现。这些森林经常被发现在免受强风和定期洪水等重大干扰的地区。

第六部分:

热带雨林的短期变异和生物多样性

雷竞技体育下载雨林及其多样性并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、小规模的人类砍伐,甚至熔岩流。这些事件可以增加森林的多样性,让新物种有机会在没有高耸的树冠树木的情况下生长。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,比如季节性受到强风和风暴影响的森林,往往会因冠层不发达和多样性减少而显得矮小。“典型的”高热带雨林通常出现在雷竞技体育下载免受强风侵袭的地方,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热带雨林中,平均树冠树木的年龄可以超过3雷竞技体育下载00年,有些树木可以超过300年一千年的历史-森林周转率可能极低。相比之下,附近的泛滥平原森林的周转率可能不到70年,因为迁移的河道周期性地侵蚀河岸和树木。

由于伐木、焚烧和农业开发等活动而退化的森林,其多样性通常会急剧减少。一般来说,当森林被砍伐时,密集的冠层结构被扰乱,使更多的阳光穿透到森林地面。森林更有可能干涸,通过蒸发和蒸腾系统循环的水就更少了。许多雨林物种无法应对森林小气候的变化,要么继续迁徙,要么逐渐消亡。此外,某些有价值的硬木树木因伐木而丧失,对与它们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,退化森林中某些物种的数量下雷竞技官网欢迎降,尤其是灵长类动物、鸟类和昆虫。虽然某些物种的丰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,区域或全球生物多样性总体上出现下降。退化的森林也更容易被人类开发或烧毁,严重降低了多样性。印度尼西亚和巴西森林的过度砍伐是造成干旱森林环境的部分原因,导致了广泛的森林砍伐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,栖息地之间的过渡带在热带雨林的生物多样性中起着重要作用。雷竞技体育下载与热带雨林和稀树草原、次生林、人工林和雷竞技体育下载其他森林类型接壤的交错带是进化的温床,在那里,进化竞争可能导致新物种的出现。科学家们说,在生态交错带的种群可能专门针对生态位,与森林内部的种群有明显的差异。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,森林的消退和冰河期的分裂将创造出更大面积的过渡带,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。雷竞技体育下载雷竞技官网欢迎

冰河时代/冰川作用

热带雨林的相对年龄在其多样性中起着重要作用,雷竞技官网欢迎尽管这一作用仍在很大程度上存在争议。雷竞技官网欢迎热带雨林可能是地球雷竞技体育下载上最古老的连续生态系统。雷竞技官网欢迎热带雨林在大约1.雷竞技体育下载4亿年前的恐龙时代,即白垩纪晚期开始形成。正是在这一时期,世界上大部分地区的气候都是热带或亚热带,开花植物起源于此,后来扩散到全球各地。雷竞技官网欢迎

在漫长的历史中,物种来了又去,群落被摧毁又被改造,整个系统被改变。随着这些变化,随着新物种的出现,系统内形成了新的关系。一般来说,变化是相对缓慢的,尽管也有动荡时期,在短时间内发生了巨大的变化。这些自然的剧变似乎促进了生物多样性的增加,这一点由气候变化的影响所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2万个岛屿中有许多被热带森林覆盖。雷竞技官网欢迎这些热带雨林中的一些已经以某雷竞技体育下载种形式存在了1亿年,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,南海浅海的底部暴露出来,使得来自亚洲大陆的物种得以杂交。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缩成零星的小块。雷竞技官网欢迎原先的热带雨林被热带草原和山地森林生态系统所取代。雷竞技官网欢迎该地区的大部分地区都有一个明显的短暂雨季。

当冰河时代结束时,温暖的气候又回来了,海水再次上升,再次淹没了中国南海的浅水区。许多从大陆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。雷竞技官网欢迎在冰川期幸存下来的小片热带雨林充当了生物蓄雷竞技官网欢迎水池,使扩大的热带林区得以重新繁衍。一些被分离到不同区域的热雷竞技官网欢迎带物种在隔离期间辐射足够大,当它们再次交叉时,它们的习惯和生理特征已经发生了足够大的变化(适应了它们在热带区域内的生态位),以至于它们不能再繁殖,可以被认为是不同的物种。

随后的冰河时代再次使物种多样性成倍增加,这造成了隔离和随后的适应性辐射,形成了更独特的物种。举个例子,假设一种大象开始是亚洲大陆的单一物种。在冰河时代,它将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,那些体型较小的大象往往能更成功地生存和繁殖,因为它们较低的饮食需求可以通过岛上少量的食物来维持。体型较大的个体往往繁殖成功率较低。因此,在几千年的进化过程中,岛屿上的大象变得矮小,当下一次冰河时代交叉到来时,岛上的大象不会与大陆的大象繁殖。由于岛象在跨界期间在亚洲大陆上扮演了不同的角色,一些矮小的岛象在下一次水位下降时留在了大陆上。这些大象现在与它们的岛屿祖先隔离开来,可能会在下一次杂交时无法与岛上的大象繁殖。因此,在两个冰河时代的过程中,一种大象变成了三种,这还没有考虑到在不同生态位的岛屿上发展起来的其他形式,比如那些多山的地形、沼泽沼泽或不同的植物物种。 And so the process of进化通过地理上的隔离,更多的物种得以形成。

亚马逊雨林受到冰河时代影响的方式与东南亚不同,因为海平面的变化并不像岛屿的存在那样起作用。相反,较低的温度可能导致热带雨林的大收缩,并导致其被稀树草原取代。雷竞技官网欢迎在冰河时代,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)数量下降。一些被称为C4植物的植物,尤其是草,在低二氧化碳条件下生长良好。因此(根据一种主流理论),当冰川时期二氧化碳水平下降时,长满C3植物的热带雨林退缩了,而热带草原草(C4植物)扩大了它们的范围。雷竞技体育下载热带雨林被热带稀树草原分割成岛屿,而物种群落则被分割成孤立的小块。一些群落分化了,当森林扩大,群落重新结合时,它们发生了足够的变化,所以它们可以或不可以繁殖。

这种“避难所”理论,虽然看似合理,并得到了一些花粉证据的支持,但并没有被普遍接受。最近在一些有限地点进行的研究表明,亚马逊河在过去的冰河时期可能一直保持着茂密的森林。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的时间。

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要比与本地物种和森林本身的生物学关系大得多。伦敦大学学院的科学家们通过研究亚马逊盆地蝴蝶物种的“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。该研究的主要作者吉姆·马莱特(Jim Mallet)说,这项研究“排除了过去气候变化造成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必须是由每组物种的内在生物学特征引起的。”

第七部分:

图像的多样性

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官网欢迎击。在数百万年的进化过程中,植物已经发展出了各种各样的机械和生化防御。像刺、刺和刺毛这样的机械防御似乎是植物产生的化合物的二级保护,如生物碱、单宁和有毒氨基酸。

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,任何特定的昆虫物种都只适应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是有毒的。

药用植物

通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,并被证明是一个越来越有价值的化合物和提取物的宝库,具有巨大的药用价值。这些植物可以合成化合物来抵御寄生虫、感染和食草动物,从而创造出强大的化学模板,药理学家可以用它来制造新药。

植物和昆虫之间产生了有趣的联系,比如蝴蝶和西番莲属的西番莲藤蔓。西番莲藤蔓中含有氰化物,可以用来抵御捕食者。然而,Heliconid毛虫已经适应了这些化合物,并能够吃葡萄树的叶子。因此,蝴蝶直接在西番莲藤蔓上产卵,这样幼虫就可以很容易地获得食物来源。西番莲已经适应了这种行为,形成了一种机制来阻止Heliconid蝴蝶在它们的叶子上产卵。一些西番莲已经进化出结构(实际上是蜜腺),为蚂蚁创造住房和生产多余的花蜜。作为回报,蚂蚁攻击任何侵入宿主的东西,包括蝴蝶卵。比起它们的捕食者,一些西番莲的结构模仿了蝶卵。因为蝴蝶不会把卵产在已经有(或似乎有)卵的叶子上,她会转移到另一种植物上。以这种方式,西番莲阻止了Heliconid蝴蝶,而不花费任何资源为蚂蚁的守卫生产花蜜,这是许多其他植物采用的保护技术,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.

有毒的邮差蝴蝶,巴西的Heliconius melpomene

在热带雨林中,各种动物经常使用这种警告色来宣传味道不好或有毒成分。有毒的化学物质几乎不会杀死捕食者,但会引起一些刺激,导致剧烈的疾病。如果毒药杀死了捕食者也没用,因为下一个出现的捕食者会犯同样的错误,吃掉猎物。通过使捕食者生病,毒素会使捕食者识别并避开难吃的猎物和长相相似的物种,这些物种被称为模仿者。

捕食者和猎物都有三种模仿形式:贝氏模仿、缪勒模仿和自我模仿。拟态指的是动物物种之间的相似性;伪装是指一种类似于无生命物体的动物物种。

贝氏拟态

贝氏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。贝氏拟态指的是两个或两个以上的物种在外观上相似,但其中只有一个具有刺、毒刺或有毒化学物质,而其明显的替身则缺乏这些特征。第二种物种除了长得像不好吃的物种外,没有任何防御措施,因为它长得像不好吃的物种,捕食者把它与某种外观和糟糕的经历联系起来,从而保护它不受某些捕食者的伤害。贝氏拟态的例子是几种模仿有毒的Heliconid蝴蝶的蝴蝶。另一种迷人的模仿蝴蝶的蝴蝶是无毒的印尼蝴蝶。每只雌性蝴蝶(不管她的颜色)都能产生一种或多种不同的雌性蝴蝶,模仿其他五种恶臭蝴蝶中的任何一种。贝氏拟态在有毒的珊瑚蛇和无害的新大陆奶蛇和王蛇中也有发现。两种蛇身上都有黄色、红色和黑色相间的条纹,这使得可能的捕食者都避开了它们。蛇类通常可以用一句古老的童子军格言来区分:“红对黄:杀一个人。”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。对捕食者来说,这两种味道都不好。(摄影:R. Butler)

米勒拟态是以德国动物学家弗里茨·米勒(Fritz Mueller)命名的,他比贝茨晚30年在亚马逊工作。这种形式的拟态是指两个不好吃的物种相互模仿,带有明显的警告色(也称为警戒色)。因此,所有的模仿者都分享了颜色的好处,因为捕食者在经历了几次糟糕的经历后,会识别出不美味的群体的颜色。由于几个物种对捕食者来说具有相同的外观,生命的损失将分散在几个物种上,减少了对每个物种的影响。毒箭蛙南美洲的蛙和马达加斯加的曼特拉蛙就是典型的例子,它们鲜艳的颜色与黑色斑纹形成鲜明的对比有毒的成分

自我模仿

猫头鹰蝶(Caligo idomeneus).注意显眼的眼点。(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,以提高在攻击时的生存能力,或帮助捕食者显得无害。例如,无数的飞蛾、蝴蝶和淡水鱼都有“眼斑”:巨大的黑色斑纹,当它们闪烁时,可能会暂时吓到捕食者,让猎物有更多的时间逃跑。
“眼斑”还通过给捕食者一个错误的目标来帮助猎物逃离捕食者。蝴蝶在翅膀外侧受到攻击时,比头部受到攻击时存活的几率大。

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,或者在攻击的起源上欺骗猎物。例如,一些海龟物种和东南亚的蛙嘴鲶鱼(Chaca sp.)有舌头的延伸,用作一种诱饵,将猎物吸引到一个容易捕捉的位置。自我模仿最有趣的例子之一是中非所谓的“双头”蛇,它的尾巴像头,而头像尾巴。这种蛇甚至像大多数蛇一样移动尾巴。这种适应的作用是诱骗猎物,使其相信攻击是从别处发起的。

蓝色大闪蝶(R. Butler摄)

伪装

另一种完全不同的欺骗方法是伪装,动物试图让自己看起来没有生命或不能吃,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,马达加斯加的尾顶壁虎是令人难以置信的伪装大师,几乎不被路人注意到。更令人惊奇的是蝈蝈,这是一种遍布世界各地的类似蚱蜢的昆虫。蝈蝈是夜间活动的昆虫,它们在白天不活动的时候,用它们神秘的颜色保持不被注意。他们保持着完美的静止,通常处于一个让他们更好地融入其中的位置。蝈蝈已经进化到身体颜色和形状与叶子匹配的程度——包括吃了一半的叶子,垂死的叶子,有鸟粪的叶子——树枝,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。

有些物种在不适宜的环境中会有明显的颜色。例如,在森林中绚丽的蝴蝶中,壮丽的电蓝大闪蝶它的上翼呈彩虹色,翼展7英寸。然而,由于翼下是黑色的,当大闪蝶在森林中闪烁的灯光中飞行,甚至在大白天,它似乎消失了。其他森林物种,尤其是哺乳动物,有斑点或条纹来帮助打破动物的轮廓。在树冠形成的阴凉处,大型哺乳动物喜欢豹子捷豹豹猫,霍加皮令人惊讶的是,它们很难被发现,因为它们具有破坏性的颜色。

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

审查问题

复习问题——第一部分

  • 大多数植物和动物都生活在热带雨林的哪一层?
  • 什么是附生植物?
  • 附生植物的例子是什么?(提示:想一种流行的花)
  • 什么是藤本植物?
  • 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很重要?

复习问题-第二部分

  • 为什么生物多样性普遍向热带地区增长?
  • 雨林最终从哪里获得能量?
  • 为什么热带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?
  • 区域如何影响生物多样性?
  • 森林破碎化会减少森林多样性吗?
  • 土壤如何影响森林多样性?

复习问题:-第四部分

  • 区域如何影响生物多样性?
  • 森林破碎化会减少森林多样性吗?

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

  • 为什么一些雨林动物(尤其是昆虫和青蛙)颜色鲜艳?
  • 植物如何保护自己免受捕食者的侵害?

复习问题:第九部分

  • 三种模仿是什么?
  • 为什么伪装很重要?

引用

引文-第一部分

  • 开场引语来自渡渡鸟之歌(纽约:斯克里布纳出版社,1996年)大卫·奎曼著。
  • 在他的生命的多样性(剑桥,质量。:贝尔纳普出版社,1992),E.O.威尔逊雄辩地用灌木丛中蚂蚁数量的例子描述了雨林的多样性:亚马逊灌木丛中的一丛蚂蚁可能比整个不列颠群岛的蚂蚁种类还要多。
  • “生态系统平均净初级产量”表来自Holdgate, 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(E.O. Wilson)用相似面积地区的鸟类物种数量(生命的多样性马萨诸塞州坎布里奇市:贝尔纳普出版社,1992年)。
  • 这个盒子,“雨林多样性的画像”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坎布里奇市:贝尔纳普出版社,1992年);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主编。,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坎布里奇市:贝尔纳普出版社,1992年。

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:普林斯顿大学出版社,1967。
    生态系统最小临界规模项目(森林碎片生物动力学项目)的背景见Lovejoy, T.E.等人,“亚马逊森林残余物的生态系统衰退”,M.H. Nitecki主编,灭绝,芝加哥:芝加哥大学出版社,1984年;Lovejoy, T.E.等人,“亚马逊森林碎片的边缘和隔离的其他影响”,见M.E. Soulè,主编,保护生物学:稀缺和多样性的科学,桑德兰:辛瑙尔,1986;威尔逊,E.O生命的多样性马萨诸塞州坎布里奇市:贝尔纳普出版社,1992年;Quammen、D。渡渡鸟之歌,纽约:斯克里布纳出版社,1996年;劳伦斯·w·f·比尔雷嘉德和r·o·比尔雷嘉德编著,雷竞技官网欢迎热带森林残余物:破碎的生态、管理和保护社区,芝加哥:芝加哥大学出版社,1997年。
  • 根据Laurance, W.F.和R.O. Bierregaard, Jr, eds的说法,较小的碎片通过树木倒下遭受了更大的干扰,并遭受了生物量损失。雷竞技官网欢迎热带森林遗迹:破碎群落的生态、管理和保护,芝加哥:芝加哥大学出版社,1997年;和Laurance, w.f.,“亚马逊森林碎片的生物量崩溃”,科学卷278(1117-1118),1997年11月。Laurance和Bierregaard编辑的工作进一步调查了世界各地碎片化的遗址,得出的结论是碎片化降低了全球生物多样性。Bawa, K.S.和Seidler, R.,“热带森林的天然林管理和生物多样性保护”,《保护生物学》第12卷第1期(46-55),1998年2月,也得出了类似的结果。雷竞技官网欢迎
  • 岛屿生物地理学在Williamson, M.(岛屿人口,牛津:牛津大学出版社,1981)中有进一步的讨论;奎曼,D. (渡渡鸟之歌,纽约:斯克里布纳出版社,1996年);奥斯特泽(世界碰撞的地方,纽约:康奈尔大学出版社,1997年);詹姆斯·布朗,j.h.和M.V.洛莫里诺(生物地理学(第二版),桑德兰:辛瑙尔协会,1998);以及R.J.惠特克(岛屿生物地理学:生态、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:种系渐进主义的另一种选择”,T. Schopf,古生物学模型,纽约:WH Freeman 1972)介绍了间断平衡的概念作为一种新的进化理论。
  • Rutherford, S.L.和S. Lindquist,“HSP90作为形态进化的电容器”,Nature 396: 336-342, 1998,“末日基因”可能使物种在短短几代内经历彻底的结构变化,以应对突然的环境变化。

引用-第七部分

  • “保护区”冰期理论的优点在Colinvaux, p.a.等人之间争论,“来自亚马逊低地的长花粉记录:冰川时期的森林和冷却”,科学卷274(85-88),1996年10月;Turcq, B.等人,“亚马逊雨林火灾:7000年的湖泊记录”,《环境》27卷第2期(139-142),1998年3月;和Hooghiemstra, H.和van der Hammen, T.,“新热带雨林的新近纪和第四纪发展:避难假说和文献综述”,地球科学评论,第44卷,第3-4期(147-183)雷竞技官网欢迎1998年9月。
  • T.C. Whitmore(马来群岛生物地理演化,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年)在讨论华莱士线时回顾了冰河时代对印度尼西亚和新几内亚的影响。他们还简要地讨论了全球冰期成因的一些理论。更多关于冰河时代的细节见J. Imbrie, (《冰河时代:解开谜团,哈佛:哈佛大学出版社,1986);劳普,D, (灭绝:坏基因还是坏运气?纽约:W.W.诺顿,1991);Lundqvist, J.(“第四纪气候波动、全球环境变化与人类的影响”,《自然与资源》,1996年第32卷第4期);范·奥斯特泽(世界碰撞的地方,纽约:康奈尔大学出版社,1997年);布莱德利,R.S.(古气候学(国际地球物理丛书第64卷),学术出版社有限公司,1999)。
  • 关于种群多样性的框来自Hughes, j.b., G.C. Daily和P.R. Ehrlich,“种群多样性:它的范围和灭绝”,科学278:689,1997年10月24日。