西部山頂?shù)臉?biāo)志性樹(shù)白皮松(Pinus albicaulis)與克拉克的胡桃?jiàn)A子(Nucifraga columbiana)之間的關(guān)系)(烏鴉屬中的輕率鳥(niǎo)類(lèi))通常被用作互惠互利的生物學(xué)概念的一個(gè)例子：互惠互利的物種之間的關(guān)系。松樹(shù)為胡桃?jiàn)A子提供了營(yíng)養(yǎng)豐富的種子。胡桃鉗將這些種子埋入地下，以便以后在分散的藏身處使用，不可避免地?zé)o法取回一些種子，無(wú)法有效種植下一代白皮松。但是松樹(shù)和胡桃?jiàn)A子之間的相互關(guān)系并不平等。盡管松樹(shù)嚴(yán)重依賴(lài)胡桃?jiàn)A子進(jìn)行種子傳播和發(fā)芽，但胡桃?jiàn)A子只喜歡白皮松樹(shù)的種子。如果沒(méi)有白皮松樹(shù)種子或松木種子豐富，則高度移動(dòng)的胡桃?jiàn)A子將飛走，并尋找其他食物來(lái)源。

今天發(fā)表在《PLOS ONE》雜志上的一項(xiàng)研究表明，當(dāng)其中一位伴侶的人口減少時(shí)，松胡桃?jiàn)A互惠主義中的不平等可能會(huì)使這種伴侶關(guān)系變得脆弱。鳥(niǎo)類(lèi)種群研究所，國(guó)家公園管理局和北落基山脈保護(hù)合作社的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，白皮松樹(shù)和克拉克的胡桃?jiàn)A子之間的相互關(guān)系可能受到當(dāng)?shù)貥?shù)木數(shù)量下降的威脅。

研究人員使用來(lái)自五個(gè)國(guó)家公園中單獨(dú)的樹(shù)木和鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)計(jì)劃的數(shù)據(jù)，檢查了每個(gè)公園中Clark的《胡桃?jiàn)A子》與白皮松之間的關(guān)系。這些公園包括西北太平洋地區(qū)的兩個(gè)公園：雷尼爾山和北喀斯喀特山脈，以及加利福尼亞州中部的三個(gè)公園：優(yōu)勝美地，國(guó)王峽谷和紅杉。在西北太平洋地區(qū)，一種叫做水皰銹病的真菌病使白皮松的種群數(shù)量減少。但是該病尚未在加利福尼亞中部地區(qū)廣泛傳播。

“我們觀察到雷尼爾山國(guó)家公園內(nèi)克拉克的胡桃?jiàn)A子急劇下降，在過(guò)去的十年中，公園里的鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量穩(wěn)步下降至零，而這些損失似乎可以觀察到健康白white松的下降。”該論文的作者克里斯·雷博士(Chris Ray)是鳥(niǎo)類(lèi)種群研究所的研究生態(tài)學(xué)家。像這樣的一項(xiàng)觀察性研究無(wú)法確定白皮松的下降是否導(dǎo)致胡桃?jiàn)A子離開(kāi)，但無(wú)論原因?yàn)楹?，缺少胡桃?jiàn)A都會(huì)對(duì)剩余的白皮松產(chǎn)生重要影響。雷說(shuō)：“可能還有其他原因?qū)е挛覀冊(cè)谙募静辉僭诶啄釥柹缴习l(fā)現(xiàn)許多胡桃?jiàn)A子，但是胡桃?jiàn)A子的全部喪失顯然會(huì)破壞那里的共生關(guān)系，

西北太平洋的兩個(gè)克拉克胡桃?jiàn)A子晶石。圖片來(lái)源：Mandy Holmgren

國(guó)家公園管理局將白皮松的健康狀況指定為亞高山生態(tài)系統(tǒng)生長(zhǎng)的“重要標(biāo)志”，因?yàn)樗侵匾臉?shù)種。這意味著對(duì)它們的生態(tài)功能至關(guān)重要，它支持在那里生活的許多其他動(dòng)植物，并影響積雪和春季徑流等過(guò)程。白皮松種群的減少歸因于一系列相互影響的因素，包括水泡銹病，山松甲蟲(chóng)侵?jǐn)_和氣候變化。

國(guó)家公園管理局的生態(tài)學(xué)家，該研究的合著者喬納森·內(nèi)史密斯博士說(shuō)，公園管理者非常關(guān)注近幾十年來(lái)白皮松的急劇下降及其對(duì)松樹(shù)呼喚的生態(tài)系統(tǒng)的意義。“這些下降是如此嚴(yán)重，以至于白皮松是根據(jù)《瀕危物種法》列入名單的候選物種。通過(guò)了解白皮松的發(fā)展?fàn)顩r，我們可以更好地了解高海拔系統(tǒng)在何處生長(zhǎng)以及它們?nèi)绾紊L(zhǎng)。由于氣候變化和其他壓力因素，它們可能正在發(fā)生變化。”

研究人員指出，在北喀斯喀特國(guó)家公園，白皮松種群也在減少，克拉克的胡桃?jiàn)A子種群“急劇波動(dòng)”，而不是像雷尼爾山國(guó)家公園那樣下降到零。每天通常飛30公里的胡桃?jiàn)A子可能會(huì)利用公園邊界外的白皮松樹(shù)。

克拉克的胡桃?jiàn)A子棲息在亞高山杉樹(shù)上。圖片來(lái)源：Jason Ransom

胡桃?jiàn)A子可能也正在改變其覓食方式并尋找其他樹(shù)種。在加州中部公園，白皮松種群仍然相對(duì)健康，克拉克的胡桃?jiàn)A子并不總是與白皮松相關(guān)。雷說(shuō)：“在紅杉和金斯峽谷國(guó)家公園中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)狐尾松比白皮常見(jiàn)的地區(qū)有胡桃?jiàn)A子。” “這些結(jié)果表明，胡桃?jiàn)A子可以離開(kāi)白皮松樹(shù)衰落的地區(qū)，并在其他地方尋找資源，這可能意味著種子擴(kuò)散的下降應(yīng)被列入當(dāng)前對(duì)白皮樹(shù)威脅的清單中。”

研究人員開(kāi)發(fā)了一種數(shù)學(xué)模型，用于研究Clark的胡桃?jiàn)A子和白皮松之間的關(guān)聯(lián)性，該模型將來(lái)自這5個(gè)國(guó)家公園中兩個(gè)完全獨(dú)立的監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合，一個(gè)針對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)，另一個(gè)針對(duì)亞高山樹(shù)木。這種大規(guī)模的方法所產(chǎn)生的發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是從單個(gè)程序還是在單個(gè)公園的監(jiān)控中都無(wú)法獲得。隨著更多數(shù)據(jù)的獲得，該模型現(xiàn)在可用于進(jìn)一步研究胡桃?jiàn)A子與白樹(shù)皮的共存關(guān)系，并可能改善對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)和松樹(shù)的監(jiān)測(cè)。從雷的角度來(lái)看，這可能是該研究的最重要含義：“在開(kāi)發(fā)此模型的過(guò)程中，我們確定了這些監(jiān)控程序可以擴(kuò)展的方式，以幫助回答與這些物種管理有關(guān)的問(wèn)題。”