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          客觀日本

          北海道大學和日本國立環境研究所發現,蝗蟲食性會因汽車噪音而變雜

          2024年01月10日 生物醫藥

          北海道大學研究生院地球環境科學研究院的先崎理之副教授和日本國立環境研究所生物多樣性領域的角谷拓室長、安藤溫子主任研究員的研究團隊發表研究成果稱,發現汽車噪音會使雜食性蝗蟲類的食性變得多樣化,即使在噪音已經充分減弱的300米左右的范圍內也會產生這種現象。研究人員利用野外噪音實驗與DNA宏條形碼(metabarcoding)技術相結合的方法,發現暴露在噪音環境中的蝗蟲不再只吃特定的食物,而會攝入更多種類的食物。這項研究表明人為噪音的波及范圍比以往設想得更廣。相關研究成果已發表在國際學術期刊《Ecology Letters》的10月13日刊上。

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          用于實驗的異色雛蝗(供圖:北海道大學)

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          用于實驗的中華草螽(供圖:北海道大學)

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          用于實驗的疑鉤額螽(供圖:北海道大學)

          近年來,汽車和飛機等人為產生的噪音對生物和生態系統的影響被視為問題。目前,發現鳥類和哺乳類等脊椎動物暴露在噪音中后,會難以聽清其他個體的聲音,或感受到強烈的精神壓力。這種影響可能導致繁殖成功率和存活率的下降,導致放棄棲息地等行為。

          另一方面,此類研究的對象大多為脊椎動物,而對于以生態系統的主要構成成員、負責初級生產和物質循環的昆蟲等為首的無脊椎動物,其影響一直不為人知。

          對此,研究團隊在北海道膽振地區的草地上進行了汽車噪音的野外再現實驗,調查了噪音是如何影響陸地無脊椎動物消費者中具有代表性的雜食性蝗蟲類的食性的。

          實驗設置了通過揚聲器播放噪音的6個區域(每個區域為80×80米)和不播放噪音的6個區域,區域內分別設置了相對于揚聲器的近距離區、遠距離區。播放噪音的近距離區設定為約50~70分貝,遠距離區設定為與背景噪音(非人為噪音)相當的約35分貝。近距離區和遠距離區設定為相隔150米左右,各區域都選定在植被等條件相似的地方。

          在各區域中,研究人員在噪音播放前和播放中的兩個時段,采集了在該草原的區域內棲息的8種蝗蟲的約600個體的糞便樣本,通過DNA宏條形碼(metabarcoding)技術調查了糞便中含有哪些植物性及動物性食物。具體做法是,針對這8種蝗蟲,每種蝗蟲在近距離區和遠距離區各捕獲5只左右,對個體進行隔離后收集每只蝗蟲排出的糞便并進行分析。

          同時,研究人員還調查了受噪音影響且對蝗蟲的食性有影響的蝗蟲捕食者——鳥類的密度、鳥類的捕食壓力、蝗蟲類的密度。

          統計分析結果表明,暴露于近距離、遠距離噪音之中都會增加蝗蟲類的食物多樣性。這一傾向無論在植物性還是在動物性食物中都被體現了出來。研究發現,暴露于噪音中的蝗蟲類不再僅吃少數特定的食物,而會攝入更多種類的食物。一般來說,不同種類的蝗蟲喜歡的草等種類都是固定的,如果沒有壓力它們會吃相同的植物。

          噪音導致鳥類及其捕食壓力減少,蝗蟲的這種食性的改變被認為是由噪音引起的直接結果。

          研究還發現,噪音的影響即是在噪音充分減弱的遠距離區也存在。盡管遠距離區的噪音水平與背景噪音相當,但仍給蝗蟲帶來了精神壓力。

          先崎副教授表示:“此次的研究揭示了噪音對生態系統的影響比以往設想的要更廣。目前保護生態系統的自然保護區的設立并未考慮噪音因素。在保護區周邊設置足夠的緩沖區,也許可以防止噪音。今后我們會更加積極地探討如何具體減少噪音的影響”。

          原文:《科學新聞》
          翻譯:JST客觀日本編輯部

          【論文信息】
          期刊:《Ecology Letters》
          論文:Noise pollution alters the diet composition of invertebrate consumers both in and beyond a noise-exposed grassland ecosystem
          DOI:doi.org/10.1111/ele.14323