白皮松树种子或松木种子丰富 则高度移动的胡桃夹子将飞走 并寻找其他食物来源

西部山顶的标志性树白皮松(Pinus albicaulis)与克拉克的胡桃夹子(Nucifraga columbiana)之间的关系)(乌鸦属中的轻率鸟类)通常被用作互惠互利的生物学概念的一个例子:互惠互利的物种之间的关系。松树为胡桃夹子提供了营养丰富的种子。胡桃钳将这些种子埋入地下,以便以后在分散的藏身处使用,不可避免地无法取回一些种子,无法有效种植下一代白皮松。但是松树和胡桃夹子之间的相互关系并不平等。尽管松树严重依赖胡桃夹子进行种子传播和发芽,但胡桃夹子只喜欢白皮松树的种子。如果没有白皮松树种子或松木种子丰富,则高度移动的胡桃夹子将飞走,并寻找其他食物来源。

今天发表在《PLOS ONE》杂志上的一项研究表明,当其中一位伴侣的人口减少时,松胡桃夹互惠主义中的不平等可能会使这种伴侣关系变得脆弱。鸟类种群研究所,国家公园管理局和北落基山脉保护合作社的科学家发现,白皮松树和克拉克的胡桃夹子之间的相互关系可能受到当地树木数量下降的威胁。

研究人员使用来自五个国家公园中单独的树木和鸟类监测计划的数据,检查了每个公园中Clark的《胡桃夹子》与白皮松之间的关系。这些公园包括西北太平洋地区的两个公园:雷尼尔山和北喀斯喀特山脉,以及加利福尼亚州中部的三个公园:优胜美地,国王峡谷和红杉。在西北太平洋地区,一种叫做水疱锈病的真菌病使白皮松的种群数量减少。但是该病尚未在加利福尼亚中部地区广泛传播。

“我们观察到雷尼尔山国家公园内克拉克的胡桃夹子急剧下降,在过去的十年中,公园里的鸟类数量稳步下降至零,而这些损失似乎可以观察到健康白white松的下降。”该论文的作者克里斯·雷博士(Chris Ray)是鸟类种群研究所的研究生态学家。像这样的一项观察性研究无法确定白皮松的下降是否导致胡桃夹子离开,但无论原因为何,缺少胡桃夹都会对剩余的白皮松产生重要影响。雷说:“可能还有其他原因导致我们在夏季不再在雷尼尔山上发现许多胡桃夹子,但是胡桃夹子的全部丧失显然会破坏那里的共生关系,

西北太平洋的两个克拉克胡桃夹子晶石。图片来源:Mandy Holmgren

国家公园管理局将白皮松的健康状况指定为亚高山生态系统生长的“重要标志”,因为它是重要的树种。这意味着对它们的生态功能至关重要,它支持在那里生活的许多其他动植物,并影响积雪和春季径流等过程。白皮松种群的减少归因于一系列相互影响的因素,包括水泡锈病,山松甲虫侵扰和气候变化。

国家公园管理局的生态学家,该研究的合著者乔纳森·内史密斯博士说,公园管理者非常关注近几十年来白皮松的急剧下降及其对松树呼唤的生态系统的意义。“这些下降是如此严重,以至于白皮松是根据《濒危物种法》列入名单的候选物种。通过了解白皮松的发展状况,我们可以更好地了解高海拔系统在何处生长以及它们如何生长。由于气候变化和其他压力因素,它们可能正在发生变化。”

研究人员指出,在北喀斯喀特国家公园,白皮松种群也在减少,克拉克的胡桃夹子种群“急剧波动”,而不是像雷尼尔山国家公园那样下降到零。每天通常飞30公里的胡桃夹子可能会利用公园边界外的白皮松树。

克拉克的胡桃夹子栖息在亚高山杉树上。图片来源:Jason Ransom

胡桃夹子可能也正在改变其觅食方式并寻找其他树种。在加州中部公园,白皮松种群仍然相对健康,克拉克的胡桃夹子并不总是与白皮松相关。雷说:“在红杉和金斯峡谷国家公园中,经常发现狐尾松比白皮常见的地区有胡桃夹子。” “这些结果表明,胡桃夹子可以离开白皮松树衰落的地区,并在其他地方寻找资源,这可能意味着种子扩散的下降应被列入当前对白皮树威胁的清单中。”

研究人员开发了一种数学模型,用于研究Clark的胡桃夹子和白皮松之间的关联性,该模型将来自这5个国家公园中两个完全独立的监控程序的数据进行了整合,一个针对鸟类,另一个针对亚高山树木。这种大规模的方法所产生的发现,无论是从单个程序还是在单个公园的监控中都无法获得。随着更多数据的获得,该模型现在可用于进一步研究胡桃夹子与白树皮的共存关系,并可能改善对鸟类和松树的监测。从雷的角度来看,这可能是该研究的最重要含义:“在开发此模型的过程中,我们确定了这些监控程序可以扩展的方式,以帮助回答与这些物种管理有关的问题。”

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