利用大数据揭示鸟类的共存策略

2023-08-21 14:40:27 来源：互联网

导读鸟类可能对在流行的栖息地共存有着聪明的见解——尤其是在气候变化迫在眉睫的情况下。但利用这些知识有一个很大的障碍：了解在广阔的环境中...

鸟类可能对在流行的栖息地共存有着聪明的见解——尤其是在气候变化迫在眉睫的情况下。但利用这些知识有一个很大的障碍：了解在广阔的环境中，有多少鸟类在哪里以及有多少成功地生活。

在今天的生物研究期刊《英国皇家学会学报 B》中，密歇根州立大学 (MSU) 的科学家们层层剥离大数据，梳理出现实生活中的答案，而迄今为止，这些答案主要是在小规模实验中探索的。

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来自乌干达的博士研究生 Sam Ayebare 领导了这项工作，这是了解如此多的鸟类如何在非洲中东部广阔的艾伯丁裂谷生态系统地区共存的第一步。生活在这个生物多样性热点地区的鸟类数量比非洲大陆上的任何其他地方都要多，这是一个名副其实的羽毛繁盛的大都市。

“我们想了解物种(这里指的是鸟类)如何共存而不导致彼此灭绝，”阿耶巴尔说。“要保护一个物种，你必须首先了解它们在哪里以及为什么。”

过去了解动物、鸟类或昆虫如何利用空间的方法依赖于实验室或小块土地上的实验。创造一个理想的空间，然后看看有什么生物来或停留。

但作为密歇根州立大学定量生态学实验室的一员，Ayebare 明白，科学家在阿尔伯丁裂谷不同地区的山地森林中的 519 个采样点收集的大量数据中隐藏着更多真相。科学家们战略性地选择了海拔和环境梯度巨大的陆地点，并记录了在固定时间内看到或听到的所有鸟类。最终鉴定出 129 个物种的 6,000 多个个体。

这些观测数据与有关温度、降雨量的具体信息以及跟踪物种饮食偏好、活动模式、体型以及森林树冠用于食物和庇护所的数据库进行交叉引用。

管理来自许多不同来源的大量信息就像挖掘宝箱并找到隐藏在巨大而复杂的谜题中的宝石。由综合生物学副教授 Elise Zipkin 领导的定量生态学实验室开创了统计模型，以解开生态学、保护生物学和生物多样性管理交叉领域中一些世界上最令人震惊的自然谜团。使命：了解和预测自然如何以及为何发生变化、这些变化的后果以及可以采取哪些措施来减轻生物多样性的丧失。

“我们对生物多样性蓬勃发展的环境感兴趣——是什么使物种共存成为可能?” 齐普金说道。“现代生物多样性面临着很大的压力。它有助于了解从非常小到非常大的范围内哪些类型的条件可以促进物种保护。”

通过用另一个问题和更多数据来研究对鸟类栖息地的新见解，Ayebare 和他的团队梳理出了不同物种的位置以及它们如何共存。他们的发现包括鸟类根据环境梯度(温度、降水和森林植被类型)划分栖息地的用途。在不同物种组的主要栖息地中，科学家们可以看到类似物种的鸟类会在栖息地内瓜分领土——一些使用树冠，另一些则占据森林的较低层。这些数据揭示了鸟类为生存而采取的不同策略。

“数百万年来，物种已经自我组织起来，”阿耶巴尔说。“我们希望找到方法来弄清楚他们下一步要做什么才能生存。”

Zipkin 表示，将大数据转化为大洞察需要坚韧不拔的毅力。“山姆对该地区的熟悉使他能够真正感受到阿尔伯丁裂谷中的鸟类物种如何在空间尺度上共存的问题。”

Zipkin 是密歇根州立大学生态学、进化和行为项目的主任，Ayebare 和合著者 Jeffrey Doser 都是该项目的成员。“环境栖息地梯度和栖息地内隔离使得生态上相似的鸟类能够共存”，作者还包括国际鸟盟和剑桥大学的 Andrew J. Plumptre、乌干达卡巴莱大学的 Isaiah Owiunji 和野生动物保护协会的 Hamlet Mugabe (WCS)乌干达。

这项工作得到了国家科学基金会、WCS 研究生奖学金计划、拜内克非洲保护奖学金和世界野生动物基金会的 Russell E. Train 自然教育计划的支持。

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