鳗鱼可作为淡水河流生物多样性保护的替代物种

一个国际研究小组对两种原产于日本的鳗鱼和其他生活在同一栖息地的生物进行了实地调查，在世界上首次揭示了这些鳗鱼可以作为淡水河流生物多样性保护的综合替代物种。希望开展恢复和保护鳗鱼种群的活动将大大有助于淡水生态系统的恢复和保护，因为它们的生物多样性已严重丧失。

该团队由研究员ITAKURA Hikaru(神户大学理学院，马里兰大学JSPS海外研究员)，特聘研究员WAKIYA ryyoshiro(东京大学)，Matthew Gollock博士(伦敦动物学会)和KAIFU Kenzo副教授(中央大学)组成。

这项研究的结果发表在英国科学杂志上。科学报告5月29日。

要点:

• 该研究首次证明了鳗鱼有潜力成为淡水多样性保护的综合替代物种。
• 通过河流环境的恢复和保护来恢复鳗鱼的数量，不仅有利于鳗鱼的保护，也有利于整个淡水物种的保护。
• 展示了两种鳗鱼，日本鳗鱼(安圭拉岛粳稻)和巨斑鳗(答:marmorata)(图1)，可作为所有三类代理物种:保护伞、指标和旗舰(*1)。
• 结果表明，这两种鳗鱼分布在从上游到下游的所有河流中，是淡水生物中分布最广泛的。此外，稳定同位素分析(*2)表明，这些鳗鱼是淡水生态系统中的高级捕食者。
• 研究人员调查了鳗鱼和其他双栖迁移物种之间的数量关系(指示生物多样性)，揭示了鳗鱼的存在是河流-海洋连接的一个好迹象，因此也是淡水生物多样性的一个指标。

研究背景

尽管淡水只覆盖地球表面的2.3%，但它提供了不同的栖息地，每个区域支持的物种数量远远超过陆地或海洋生态系统。然而，与此同时，淡水生态系统由于人口集中在其周围而严重恶化和丧失了生物多样性。因此，淡水物种比其他生态系统物种面临灭绝的危险要多得多。在国际自然保护联盟(IUCN)的濒危物种红色名录中，三分之一的淡水物种被列为“濒危”物种。

为了保护生物多样性，监测和管理构成这些生态系统的所有物种具有挑战性。因此，人们认为，通过集中保护一个或几个物种，我们可以了解它们所属生物群落的功能、资源动态和结构。这些知识可用于管理和保护生物多样性。根据保护目标，这些替代物种被分为保护伞种、指示种或旗舰种。到目前为止，一些大型哺乳动物和鸟类被提议作为替代物种。

这项研究的对象两种鳗鱼是降栖鳗鱼，这意味着它们是在海洋中产卵、在河流和沿海水域生长的迁徙物种。安圭利德鳗几乎在世界各地都能找到(极地地区除外);在150个国家不同的水生环境中，包括内湾，以及河流从源头到河口的所有部分。

在这项研究中，研究人员关注了鳗鱼独特的生命周期，并证实了它们可以作为保护伞、指标和旗舰物种。他们提出，鳗鱼是淡水生物多样性保护的一种综合替代物种。

研究方法

使用电击器(九州和本州的三条大陆河流，以及阿美大岛的三条河流)从日本六条河流的上下游地区的78个地点采集了鳗鱼和其他淡水生物(鱼类和大型甲壳类动物，如螃蟹和虾)。日本鳗鱼大多生活在内陆河流中，而巨大的斑驳鳗鱼则主要生活在阿美大岛的河流中。为了确定这两个物种作为生物多样性保护的指标和保护伞种的适宜性，分析了样本鳗鱼和淡水生物在河流中的分布，并研究了它们在食物网中的营养水平。此外，研究人员还调查了鳗鱼数量与其他洄游双栖物种数量(生物多样性)之间的定量关系，以及影响这种关系的环境因素。日本是一个多山的国家，有许多湍急的小河。据预测，在其生命周期中在海洋和河流之间迁徙的迁徙物种将在淡水河流的生态系统中占主导地位。因此，大量的迁徙物种被解释为生物多样性的一个指标。

对日本鳗和巨斑鳗的野外研究结果表明，它们是河流生境中分布最广泛的淡水物种。日本鳗鱼覆盖了87%的日本本土研究河流，而巨型斑纹鳗鱼则出现在94%的Amami Oshima河流中(图2)。对鳗鱼和其他淡水生物的肌肉组织进行稳定同位素分析，以估计它们的营养水平。结果表明，鳗鱼的平均营养水平大于3，表明它们是高级掠食者，这些值明显高于其他淡水生物(图3)。这些结果支持鳗鱼作为保护伞物种的潜力，表明它们需要各种低营养水平的动物作为食物。

这项研究证实了48种淡水生物的存在，包括鱼类和甲壳类动物。正如预测的那样，这些物种中有80%是迁徙物种(78%在本州/九州，91%在阿美大岛)。此外，日本鳗和巨斑鳗的数量与其他迁徙物种的数量存在正相关关系。一个统计模型被用来调查各种环境因素，可能有影响这两个组。研究人员发现鳗鱼和其他迁徙物种的数量与以下两点之间存在很强的负相关关系;“研究地点与海洋的距离”和“跨河建筑物的累积高度，如水坝或堰，物种必须通过这些建筑物才能从海洋到达研究地点。”这些因素对迁徙物种的江海连通性有影响。也就是说，这些结果表明，鳗鱼数量与其他迁徙物种数量之间的正相关关系可能是通过江海连接的间接关系。在江海连通性高的地区(也就是说，它们很容易向上游游去)，鳗鱼和其他迁徙物种的数量就会更多。相反，如果河流与海洋的连通性较低，这些物种的数量就会减少。 These results show that eels are an indicator of good river-ocean connectivity, and through this they are an indicator of biodiversity.

研究表明，跨河构筑物对鳗鱼等洄游物种有负面影响。研究表明，如果这些结构是潮湿的，鳗鱼可以垂直爬上。然而，跨河结构抑制了鳗鱼的运动，而且它们已被证明会导致许多鳗鱼种类的数量下降。在这项研究中，即使一米以下的屏障也会对鳗鱼的分布产生负面影响。以往的研究表明，这些跨河建筑造成的栖息地损失是鳗鱼数量下降的主要因素。许多其他研究报告称，其他迁徙物种的分布受到这些结构的限制，就像鳗鱼一样。鳗鱼是河流和海洋连接的一个指标。人们希望，改善和维持鳗鱼的这种连接将极大地促进淡水生态系统的生物多样性。

2016年，世界自然保护联盟决定“推广安圭利德鳗作为水生保护的旗舰物种”。这一命名是基于鳗鱼数量的普遍下降，栖息地恶化和破坏的影响，以及鳗鱼的全球分布和独特的灾难迁移。本研究显示，鳗鱼具有以下重要方面，使它们适合作为旗舰物种;它们分布广泛，是高阶掠食者，通常比其他淡水生物更大，很容易识别。

纵观鳗鱼在生态、商业和文化方面的重要性，我们可以得出这样的结论:自古以来，鳗鱼在世界范围内提供了多样化的生态服务。鳗鱼几乎遍布世界各地，在不同的地区和时代都是食物的来源。它们在饮食文化、文学和艺术、传说和信仰体系中都扮演着重要角色。因此，研究人员得出结论，鳗鱼有能力唤起全球公众对环境问题的极大意识，这与它们作为旗舰物种的价值有关。

综上所述，鳗鱼具有指示性、保护性和旗舰性，是淡水生物多样性保护的综合替代物。

进一步发展

该研究以日本河流为模型，证实了鳗鱼作为替代物种的可能性。这些结果可以应用于像日本这样的迁移物种主导淡水生态系统的地区，比如地质上相对较新的岛屿。另一方面，以陆相淡水生态系统为例，其一生都生活在淡水中的原生淡水物种的多样性高于日本，因此预计江海连通性对生物多样性的影响将低于本研究的结果。然而，跨河结构也抑制了初级淡水物种的流动，如产卵的上游迁移。

迄今为止，已经发现了16种鳗鱼，它们分布在全球各地。因此，由于鳗鱼在生态系统中广泛分布的高阶捕食者的重要性，以及其商业和文化的重要性，它们有可能成为全球淡水生物多样性保护的替代物种。希望进一步的研究可以调查这种可能性在大陆河流和其他地方。

术语表

* 1。伞种、指示种和旗舰种:

伞状物种:保护一个伞状物种可以保护该生物群落中的许多其他物种。这种方法通常应用于分布广泛的物种或高级掠食者。

指示物种:能够评估人类影响、栖息地变化、生物多样性和其他物种资源动态等因素的物种。

旗舰物种:在面对特定地区、国家或全球范围内的环境问题时，用来促进保护规划和合作，以取得成功成果的物种。这些措施通常选择受欢迎的、有吸引力的和熟悉的物种;它们通常是处于灭绝危险中的高级捕食者(例如大型哺乳动物或鸟类)。

* 2。稳定同位素分析:

一种化学元素的同位素在每个原子中有相同数量的质子，但不同数量的中子。保持不变的同位素称为稳定同位素。在生物组成元素中，氮和碳的稳定同位素常用于研究食物网结构。由于稳定的氮同位素因食物和消费者的不同而不同，它们显示了目标生物在食物网中的营养水平。

确认

这项研究得到了日本环境省的环境研究基金和日本水产厅的日本鳗鱼研究项目的支持。

来源:https://www.kobe-u.ac.jp/en/index.html