为什么小岛上的蜘蛛数量比大岛上的要多？-SAT阅读自然科学文章背景知识

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以前的生态圈理论，一直认为一些小的生态圈和周围环境是相对隔绝的。比如山脚下的一个湖，以前人们会认为湖是一个孤立的小生态环境，四周的湖岸区域有一条边界线把湖的生态圈和周围的其他生态圈分隔开来。但后来人们发现不是这样。每年春天，湖边上的山的积雪融化形成溪流，会把山里的一些营养物质带到湖里。有时，这些随着流水从另一个生态圈（山）冲下来的营养物质对维持湖这个小生态圈的结构和运转，很重要。所以现在人们认识到，不能以为某个小生态圈是封闭独立、自给自足的。

加州大学有一位叫玻丽斯的教授在墨西哥下加利福尼亚半岛周围的一些岛屿上做了一项研究，研究结果给上述新观点提供了证据。他主导的这项研究的创新之处在于，他想到不仅仅研究一个生态圈内部的食物链各环节，而是聚焦于研究来自其他生态圈的外来营养物质会给该生态圈内部原有食物链带来哪些影响。

墨西哥下加利福尼亚半岛周围的众多孤岛有大有小，离大陆很远，彼此之间隔开也很远，中间是无法逾越的咸水屏障。岛上干燥多沙，生存环境恶劣。岛上没什么其他植物，遍布仙人掌，有各种飞虫和以这些飞虫为食的多种蜘蛛。按照原有的理论，越是大的生态圈（大陆或大岛屿），植物越多，以植物为食的昆虫就越多，以昆虫为食的蜘蛛也就越多。玻丽斯教授研究团队发现，下加利福尼亚半岛周围这些大小岛上蜘蛛数量，都比大陆上的蜘蛛多。此外，岛和岛比的话，是小岛上的蜘蛛数量，反而比大岛上的多。

这就很奇怪了，这些岛上植物很少，照理说就会导致虫子没什么吃的，那虫子就会少，蜘蛛怎么会这么多呢？玻丽斯教授研究团队发现， 原来海洋并不是一个无法穿越的边界。很多海藻和淹死的动物尸体会被洋流带到岛上来。有些昆虫，本来如果只吃岛上的植物，是不够吃是会饿死的，有了这些海岸边海滩上的海藻和动物尸体，它们就能存活下来了。

那么，为什么小岛上的蜘蛛比大岛上还多呢？原来是因为小岛的周长和面积比，比大岛要高。也就是说，以和岛的面积的比值来说，小岛的海岸线比大岛的海岸线还要长一些。非常小的岛，岛上的几乎所有蜘蛛都可以够得着岛的海岸线，从而可以享用海上漂来的海藻和动物尸体。而很大的岛呢，生活在岛中央的那些蜘蛛，够不着岛的海岸线，无法享用海上漂来的食物。以前流行的观点是，只要是在一个生态圈内，所有动物能够够得着的食物资源在空间上是均匀分布的。最新的这项研究表明，并非如此，生活在岛中间的蜘蛛，吃不到海滩上的昆虫。

从海上漂来的食物，对小岛的整个生态和食物链都会有影响。 这些食物导致小岛上的蜘蛛多，抑制了小岛上的昆虫数量（昆虫本来就少），并进一步使得小岛上的植物更加茂盛。一旦突然断绝海上漂来的食物这个营养源，就会破坏岛上的整个生态（植物、昆虫、蜘蛛差不多全部死光），导致小岛成为一片贫瘠的荒漠。

以上在墨西哥下加利福尼亚的研究让我们学到了，两个在空间上相邻但是隔开一定距离、完全不同的生态圈（比如某海洋生态圈和某陆地生态圈、某城市生态圈和某农村生态圈），如果彼此间存在营养资源的流动，那么其实这两个生态圈就不是彼此孤立、自给自足的，而是不可分割、互相联系的。如果海上环境因为海洋中的食物链发生突然变化，那么海洋生态圈能给岛屿生态圈提供的营养资源也会发生变化，会对岛屿产生一系列连锁、连续传递的影响，岛屿上整个食物链都会受到影响。影响各个生态圈食物链的机制的，不是某一个生态圈内部的某个食物链环节的变化，而是整个地表和海洋（包括多个生态圈）出现的营养资源的增减现象。

在荒岛上做研究是很危险的，玻丽斯教授本人和几位同事后来在一次沉船事故中不幸遇难。他的团队做出研究的改变了关于生态圈的整个理论范式，这样重大的发现往往要在重大技术突破的帮助下才能实现。 玻丽斯的这项研究就是在同位素分析技术取得突破的情况下才做出来的。这种技术进步让科学家们可以通过分析同位素，分析蜘蛛吃了多少昆虫，吃了什么样的昆虫，昆虫吃的东西里有多少是海滩上的海藻和动物尸体，有多少是岛上的植物。

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