Science：蚂蚁与树木因失去大型哺乳动物而遭殃

mameemu

报道：一项新的研究显示，如果东非热带大草原上的大象、长颈鹿及其他食草动物消失，其生态效应可能会一直延伸到该草原上的蚂蚁与金合欢树。“互利共生”指的是两个物种存在相互依赖、双方获利的关系，这种现象在生态系统中是常见的。但是，研究人员现在才开始了解到，一个生态系统中的其他组成成分是如何影响这种相互依赖关系的。

在非洲的热带大草原，至少有4种蚂蚁依赖于合欢荆棘树，这是它们的食物与庇护所，尽管它们利用这些树的方式有所不同。Todd Palmer及其同事将他们位于肯尼亚的研究场所的某些生长有金合欢树的小块土地隔绝起来达10年之久，使大象、长颈鹿及其他大型哺乳动物无法啃食这些树木。结果，那里的蚂蚁的集群规模变小，而另外一种不同种类的蚂蚁成为比其他蚂蚁更占优势的集群。所有这些效应接着导致树木遭到在树干上钻孔的甲虫的更多攻击，并使这些树木的生长与生存都遭到毁损。

洋槐树是非洲东部草原上常见的灌木。它们多刺的灌木丛不仅是许多生物的栖息地，而且提供食物给周围大量动物群，包括从大象到斑马的动物。洋槐树与几种蚂蚁相互依存，互惠互利，蚂蚁帮助树抗击来吃叶子的生物，以保障其获得在树上的住宿和食物。但根据Science杂志上发表的一项最新研究结果，似乎是如果没有一些动物来啃叶子，槐树也一样会遭到伤害。

动物学家Todd Palmer与同事在肯尼亚研究洋槐物种 Acacia drepanolobium和寄生的蚂蚁、吃树叶的动物之间的相互关系。他们研究六颗自1995年开始就用带电铁丝网围住的洋槐树，并与另外直接暴露在野外供长颈鹿、大象和其它食草动物食用的六颗洋槐树进行比较。结果发现，在没有食草动物存在（铁丝网围住的洋槐树）的情况下，洋槐树间几乎没有了虫菌穴，而且会分泌更多的蜜汁给护卫它的蚂蚁。但令人吃惊的是，围住的洋槐树并不长得更好，反而是比没有围住的洋槐树多一倍的几率成为另一种蚂蚁Crematogaster sjostedti的栖息地。Crematogaster sjostedti蚂蚁不仅不替洋槐树防卫，而且还会招来桑天牛，桑天牛会损害槐树的树皮。这样反过来，会减缓槐树的生长速度，使得它们比被长颈鹿、大象等啃食的槐树的死亡率高一倍。因此，对于槐树来说，不允许食草动物的啃食是得不偿失的。

蚂蚁和洋槐树

这个有点不合常理的发现也许仅仅适用于这种特定的洋槐树。在非洲只有这种洋槐是需要蚂蚁来帮助防护。加拿大英属哥伦比亚大学 （University of British Columbia）的生态学家Jacob Goheen说，毕竟随着整个非洲大型食草动物的消失，其它洋槐都在增多。

这项研究给出一个范例，非洲地区的大象、斑马和长颈鹿等大型食草动物不断消失或灭绝，会有什么意想不到的影响。大型食草动物在整个生态系统中有异常重要的影响，Pringle说，不仅仅是它们对相关植物产生影响，还有对生物多样性产生无数不那么明显的影响。

生物谷推荐英文原文：

Science 11 January 2008:
Vol. 319. no. 5860, pp. 192 - 195
DOI: 10.1126/science.1151579Prev | Table of Contents | Next

Reports

Breakdown of an Ant-Plant Mutualism Follows the Loss of Large Herbivores from an African Savanna
Todd M. Palmer,1,2,4* Maureen L. Stanton,2,3,4 Truman P. Young,2,4,5 Jacob R. Goheen,1,4,6 Robert M. Pringle,4,7 Richard Karban8
Mutualisms are key components of biodiversity and ecosystem function, yet the forces maintaining them are poorly understood. We investigated the effects of removing large mammals on an ant-Acacia mutualism in an African savanna. Ten years of large-herbivore exclusion reduced the nectar and housing provided by plants to ants, increasing antagonistic behavior by a mutualistic ant associate and shifting competitive dominance within the plant-ant community from this nectar-dependent mutualist to an antagonistic species that does not depend on plant rewards. Trees occupied by this antagonist suffered increased attack by stem-boring beetles, grew more slowly, and experienced doubled mortality relative to trees occupied by the mutualistic ant. These results show that large mammals maintain cooperation within a widespread symbiosis and suggest complex cascading effects of megafaunal extinction.
1 Department of Zoology, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA.
2 Center for Population Biology, University of California, Davis, CA 95616, USA.
3 Section of Evolution and Ecology, University of California, Davis, CA 95616, USA.
4 Mpala Research Centre, Box 555, Nanyuki, Kenya.
5 Department of Plant Environmental Sciences, University of California, Davis, CA 95616, USA.
6 Department of Zoology, University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada.
7 Department of Biological Sciences, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
8 Department of Entomology, University of California, Davis, CA 95616, USA.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: tmpalmer@zoo.ufl.edu