版權歸原作者所有，如有侵權，請聯係我們(men)

出品：科普中國

作者：賈偉(wei)

監製：中國科普博覽

或因其體(ti) 型龐大，亦或是人類本身處於(yu) 食物鏈頂端，我們(men) 對同處於(yu) 食物鏈較高位置的大型食肉動物會(hui) 有更多關(guan) 注。因此，相比於(yu) 小型且食草的動物來說，我們(men) 下意識認為(wei) 大型食肉動物在生態係統中會(hui) 更加重要。人們(men) 不禁思考，如果大型食肉動物滅絕，生態平衡是否會(hui) 被打破，生態係統最終是否會(hui) 不可修複，走向崩潰？

圖片來源：veer圖庫

一、在相同營養(yang) 級的物種間可被替代

生態係統中的生物與(yu) 生物之間，生物與(yu) 無機環境之間通過能量流動、物質循環和信息傳(chuan) 遞使其處於(yu) 動態平衡。同時，生態係統具有保持自身穩定的能力，一般認為(wei) 其食物網越複雜，其自我恢複的能力越強。

在較穩定的生態係統中，某一物種的滅絕，可以通過其他具有相似物種進行替代，如在草原生態係統中，當大型食肉動物獵豹滅絕，食草動物瞪羚數量短時間就會(hui) 急劇增加，草的數量也會(hui) 急劇減少；如果除了獵豹以外還有另一種食肉動物（比如狼）的存在，那麽(me) 獵豹一旦絕滅，狼就會(hui) 增加對鹿的捕食壓力，而不致使鹿群發展得太大，從(cong) 而就有可能防止生態係統的崩潰。

狼和獵豹正在捕獵（圖片來源：veer圖庫）

事實上，狼與(yu) 獵豹可以處於(yu) 食物網中同一營養(yang) 級，相同營養(yang) 級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”。詳細來講，位於(yu) 同一營養(yang) 級的不同物種均能完成相同程度的生態係統中的物質循環、能量流動和信息傳(chuan) 遞功能。

回到最初的假設，我們(men) 如果能夠找到能代替大型食肉動物在生態係統中完成相同程度的物質循環、能量流動和信息傳(chuan) 遞功能的其他事物，或者大型食肉動物的滅絕不會(hui) 通過影響這三大功能來破壞生態平衡，那麽(me) 我們(men) 就認為(wei) 生態係統不會(hui) 因大型食肉動物的滅絕走向崩潰。

二、在能量流動過程中可被替代

因此，就能量流動而言，能量流動是單向的，隻能從(cong) 第一營養(yang) 級流向第二營養(yang) 級，再依次流向後麵的各個(ge) 營養(yang) 級，不可逆轉，也不能循環流動；能量在流動過程中逐級遞減，相鄰兩(liang) 個(ge) 營養(yang) 級間的傳(chuan) 遞效率大約是10%～20%。

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

地球上的能量幾乎都來源於(yu) 太陽（圖片來源：veer圖庫）

同時，生態係統的物質循環指的是組成生物體(ti) 的C、H、O、N、P等元素，不斷進行著從(cong) 無機環境到生物群落，再到無機環境的循環過程。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(cong) 無機環境進入生物群落，然後在生物體(ti) 之間以食物鏈和食物網傳(chuan) 遞，最後又以生物的呼吸作用或分解者的分解作用從(cong) 生物群落進入大氣。

如果大型食肉動物相繼滅絕，隻是生物的呼吸作用會(hui) 受到一定影響（比如草原生態係統上的獵豹滅絕，瞪羚的數量增加導致呼吸作用相應增大），對分解者的分解作用影響甚微，所以生態係統的物質循環也基本無影響，大型食肉動物在物質循環中可以被替代。

物質循環（圖片來源：全景網）

三、對生態係統信息傳(chuan) 遞影響甚微

最後，就信息傳(chuan) 遞而言，大型食肉動物滅絕後，生態係統的信息傳(chuan) 遞格局會(hui) 改變，但總體(ti) 並不會(hui) 受到太大影響，因為(wei) 捕食者沒有了，就沒辦法傳(chuan) 遞給食草動物其捕食者的物理信息和行為(wei) 信息，食草動物的警覺就會(hui) 下降，但是警覺下降並不會(hui) 讓自身的生存受到威脅，所以大型食肉動物滅絕就算影響了生物之間的信息傳(chuan) 遞，但也不會(hui) 讓生態係統崩潰。

對於(yu) 可能擔心的草食動物等其他動物數量泛濫問題來說，捕食隻是限製其數量的一個(ge) 因素之一。限製動物種群數量增長的包括內(nei) 源性和外源性因素，捕食隻是外源性因素之一，外源性因素還包括疾病、寄生、自然災害、食物限製等，內(nei) 源性因素包括領域行為(wei) 、內(nei) 分泌調節等，這些行為(wei) 由於(yu) 捕食者是突然消失短時內(nei) 也不會(hui) 改變，這些因素都會(hui) 限製其他物種數量的增長。

死亡的鹿 （圖片來源：veer圖庫）

綜上所述，從(cong) “崩潰”的角度來說，就算所有大型食肉動物都滅絕，生態係統也不會(hui) 完全崩潰，菌類通過漫長的進化後也可以使生態再度恢複到一個(ge) 我們(men) 現在完全不認識的模樣。即使動植物全部沒有了，細菌也能繼續維持地球生物圈的活躍，況且“大型食肉動物滅絕”並不會(hui) 引起多少動物滅絕，作為(wei) 食物的食草動物的數量也可以被病原體(ti) 、寄生蟲和人控製。

參考文獻：

[1] Justine L. Atkins, Ryan A. Long, Johan Pansu, Joshua H. Daskin, Arjun B. Potter, Marc E. Stalmans, Corina E. Tarnita, Robert M. Pringle. Cascading impacts of large-carnivore extirpation in an African ecosystem[J]. Science,2019,364(6436).

[2] Hoeks Selwyn, Huijbregts Mark A. J., Busana Michela, Harfoot Michael B. J., Svenning JensChristian, Santini Luca. Mechanistic insights into the role of large carnivores for ecosystem structure and functioning[J]. Ecography, 2020, 43(12).

歡迎掃碼關(guan) 注深i科普！

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物！