什么是指示性生物？他們都是誰？

指示物種可以告訴我們環境中發生的改變和即將發生的改變。指示物種很容易被觀察到，研究它們被認為是預測生態系統變化的一種經濟、有效的方法。這些物種也被稱為生物指示器。

帝王蝶是最著名的指示物種之一。

圖自：Sylvain Cordier / Getty Images

科學家們通過監測指標物種種群的大小、年齡結構、密度、增長和繁殖率等因素，來尋找它們隨著時間推移的模式。這些模式可能顯示了污染、棲息地喪失或氣候變化等對物種的影響。更重要的是，它們可以幫助預測未來環境的變化。

什么是指示物種？

最常用的指示物種是動物，其中70%是無脊椎動物。指示物種也可以是植物和微生物。通常，這些生物體與環境的相互作用使它們對任何變化都高度敏感。例如，它們可能處于營養性攝食水平的頂端，在那里它們會接受到環境中所發現的任何毒素的最高數量。或者，如果環境不佳，它們可能無法輕松地搬到一個新的地方。

科學家們出于不同的原因選擇指示物種。物種的生態重要性是使用某些生物作為指標的主要原因之一。如果一個物種是一個關鍵物種，這意味著生態系統的功能也依賴于它們，那么該物種的健康或種群的任何變化都將是一個很好的環境壓力指標。

一個好的指示物種還應該對變化做出相對快速的反應，并且易于觀察。它們的反應應該代表整個種群或生態系統。它們應該是相對常見的，并且有足夠大的種群以便于研究。被廣泛研究的物種是很好的生物指標候選者。繁殖速度快、數量多、有專門棲息地或飲食的物種將是一個理想的指標。科學家也在尋找具有商業或經濟重要性的生物。

科學家通過觀察指示物種來確定生態系統的變化。指示物種用于顯示環境變化的好壞。這些變化包括污染物的存在、生物多樣性和生物相互作用的變化以及物理環境的變化。

有哪些指示物種？

指示物種往往是其生態系統中最脆弱的成員，這些指示物種被用于科學研究，作為一種容易和有效地研究環境健康的長期變化的方法。在每個生態系統中，研究同一物種有助于研究人員更容易地比較數據，以便發現溫度、棲息地破壞和降雨等因素的微小變化。下面是一些指示物種的例子。

地衣

地衣可以用來研究空氣污染

圖自：Christian Ender / Getty Images

地衣是兩種獨立生物體的結合體。真菌和藻類以一種共生關系生長在一起，真菌提供礦物質營養和藻類生長的地方，藻類通過光合作用為真菌生產糖。地衣因對空氣污染敏感而被用作生物指示物種。地衣沒有根，所以它們只能直接從大氣中獲取營養。它們對空氣中過量的氮污染特別敏感。如果科學家發現對氮特別敏感的地衣物種數量減少，同時，能夠很好地耐受氮的物種數量增加了，科學家們就知道空氣質量下降了。

斑點貓頭鷹

由于棲息地的喪失，斑點貓頭鷹的數量一直在下降。

圖自：Carlos Camarena / Getty Images

1990年，由于棲息地的喪失，北方斑點貓頭鷹首次被列為瀕危物種。因為這些貓頭鷹不筑巢，它們依賴于成熟的原始森林中的樹洞、折斷的樹梢和其他碎片來筑巢。來自伐木、開發、娛樂和疾病的壓力使得它們沒有安全的筑巢區域。北方斑點貓頭鷹數量的下降表明太平洋西北闊葉林的質量進一步下降。1999年，美國舊金山灣區網絡開始監測貓頭鷹，作為評估生態健康的一種方式。

蜉蝣

蜉蝣被用來監測淡水的質量。

圖自：Sandra Standbridge / Getty Images

蜉蝣是一種對水污染特別敏感的大型無脊椎昆蟲。幼年時，它們只生活在水里，成蟲生活在陸地或空氣中，但會回到水中產卵。它們被研究人員用作水生生態系統健康的指標，因為它們對水的依賴和它們對污染的耐受度低。例如，大多數蜉蝣物種依賴于底部表面較硬的棲息地。在水道底部沉淀過多的泥沙污染物，可能是其數量下降的原因之一。在水生生態系統中發現蜉蝣意味著這里的水幾乎沒有被污染。

鮭魚

鮭魚的洄游習性使它們容易受到環境變化的影響。

圖自：DaveAlan / Getty Images

鮭魚是一種溯河產卵的魚類。這意味著它們在淡水中孵化，然后前往海洋，之后再返回淡水中產卵。如果它們不能在淡水和海洋之間自由移動，它們就不能生存。棲息地的破壞、過度捕撈和筑壩已經導致全世界鮭魚數量的顯著減少。太平洋西北部的研究人員將銀鮭種群的死亡歸咎于產卵棲息地周圍城市地區受到污染的雨水徑流。鮭魚數量的變化可以用來表明棲息地和水質的下降，以及疾病的存在。

馬什玉黍螺

馬什玉黍螺常用來顯示海岸生境的變化。

圖自：LAByrne / Getty Images

馬什玉黍螺可以在鹽沼的草地上的海藻上找到。它們隨著潮水移動，在退潮時下來吃草，當水上漲時，它們又回到草莖上。馬什玉黍螺對污染特別敏感，經常被用來研究沼澤生態系統的健康狀況。

美國墨西哥灣沿岸的研究人員利用這種海螺展示了深水地平線漏油事件對沿海濕地海岸線的影響，并預測它們的減少可能會影響沼澤的其他重要生態系統功能。它們還會吃對沼澤生態系統至關重要的沼澤繩草。如果海螺捕食者的數量減少，它們的數量會隨之增加，從而對沼澤草的健康產生負面影響。

水獺

水獺作為頂級捕食者，很容易受到毒素的侵害。

圖自：tan Tekiela Author / Naturalist / Wildlife Photographer / Getty Images

水獺被認為是水生生態系統中的頂級捕食者，因此它們所處環境中的任何毒素都會通過它們所吃的魚類和無脊椎動物迅速進入水獺體內。由于毒素在食物鏈中積累，水獺比同一生態系統中的其他動物吸收的毒素量要大得多。它們很可能在任何其他動植物表現出中毒跡象之前就表現出來。加拿大科學家利用水獺的毛發來測試一個水銀礦旁的湖泊中的汞含量。這項研究表明，水獺可以作為有價值的指示物種，以測試海洋和淡水生境的健康。

蠑螈

蠑螈的皮膚具有滲透性，需要保持濕潤，這使它們成為空氣和水污染的良好指標。

圖自：Jasius / Getty Images

蠑螈的皮膚滲透性很強，為了生存必須保持濕潤。這使得它們特別容易受到污染和干旱的影響。蠑螈健康狀況或種群數量的下降可能表明它們的環境發生了負面變化。

美國農業部森林服務局的研究人員研究了兩種不同類型的蠑螈，以顯示已被商業采伐的森林生態系統的恢復情況。蠑螈的數量隨著森林的年齡和健康的增長而增長。

大腸桿菌

大腸桿菌是用來顯示污染存在的多種細菌之一。

圖自：Manjurul / Getty Images

大腸桿菌是一種常見于溫血動物糞便中的細菌。細菌是顯示污染存在的理想有機體，因為它們繁殖迅速，隨處可見，如果有環境壓力，它們會很快改變。

美國環保署用大腸桿菌來指示淡水中是否存在糞便物質。其他細菌常作為微咸水、咸水、空氣和土壤中的污染指標。

蝙蝠

蝙蝠龐大的種群使它們成為被研究的理想的指示物種。

圖自：Mary Ann McDonald / Getty Images

蝙蝠對環境質量的變化很敏感，因為它們是種子傳播者、傳粉者和食蟲者。它們尤其受到生境喪失和破碎化的影響。蝙蝠被研究人員用來研究輕污染、重金屬、城市化、干旱和農業方面的變化。通過使用相機捕捉器、聲學測量和毛發采集，研究人員對它們進行了非侵入性和經濟有效的研究。美國黃石國家公園的研究人員利用蝙蝠研究氣候變化和蝙蝠種群中的傳染病。

帝王蝶

帝王蝶的遷徙習性可以幫助科學家了解大面積的環境變化。

圖自：Jessica R. Bunger / Getty Images

在過去的25年里，帝王蝶的數量急劇下降，可能是由于棲息地喪失、殺蟲劑使用和氣候變化的綜合作用。由于它們從加拿大遷徙到了墨西哥，所以它們是研究整個北美大陸健康狀況的理想指示物種。美國康奈爾大學的一位研究人員認為，帝王蝶數量的下降不能歸咎于單一因素，而是顯示了更大的系統性環境問題。