毛毛虫粪便与我们气候之间令人惊讶的联系

毛毛虫吃东西,也排泄——而且很多。所有这些排泄物都可能导致碳排放。
研究人员发现,某些毛毛虫是碳排放的被低估的贡献者。John Gunn

一本关于一只非常饥饿的毛毛虫的标志性童书,明智地省略了吃饱后自然发生的过程:排泄。事实证明,至少有些毛毛虫是碳排放的被低估的贡献者。如果你想象的是微小的牛和毛毛虫的屁在空气中飘荡,那倒不是。这个过程要曲折得多。

一篇新论文汇总了对加拿大安大略省一个430,000平方公里的区域进行长达32年的数据和卫星图像分析,研究以叶子为食的昆虫(称为食叶昆虫)的排泄物。该论文于今日发表在《自然·通讯》杂志上,其结论是,吉普赛蛾毛虫(Lymantria dispar)和帐篷毛虫(Malacosoma americanum)会间接导致碳排放,因为它们富含氮的粪便最终会进入附近的水体。 

“这是一项有力的研究,建立在数十年的相关工作之上,”克拉克大学地理学教授克里斯托弗·威廉姆斯(Christopher Williams)说,他没有参与这项研究。“很高兴看到这项研究能够追踪到代表我们景观中正在扩张的扰动的昆虫食叶现象的新驱动因素。”

就像《非常饥饿的毛毛虫》中的主角一样,吉普赛蛾毛虫和帐篷毛虫喜欢大吃特吃,吞噬树叶以获取碳。更重要的是,它们不挑食,既吃落叶树叶,也吃针叶树叶。当这些毛毛虫啃食树叶时,它们会吸收树叶中的碳和氮。由于对氮没有其他用途,这种元素就变成了废物,称为粪便。 

“毛毛虫吸收氮,然后从它们的屁股里排出到地表,”剑桥大学全球变化生态学教授、作者之一安德鲁·塔能特扎普(Andrew Tanentzap)说。

富含氮的粪便会被冲刷进附近的水体。氮会促进细菌生长,而细菌又会释放二氧化碳。另一方面,碳通常会滋养藻类,因此由于碳的减少,湖中的藻类生长也减少了。虽然碳在湖泊中滋养藻类,但氮滋养细菌,因此吸收了所有这些粪便的湖泊获得了大量的氮。以氮为生的细菌随后释放碳,碳进入大气。虽然这些湖泊被氮“超充”,但由于毛毛虫吃掉了所有的碳,所以它们并没有与碳达到平衡。塔能特扎普说,在他观察的32年里,在昆虫爆发期间,湖泊中的碳含量最多减少了30%,而氮含量却增加了100%以上。

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正如塔能特扎普所说,昆虫爆发是指一个区域超过50%的面积被这些小生物啃食殆尽。根据论文使用的数据,在某些地区这种情况大约每五年发生一次,而在其他地区则更频繁。吉普赛蛾和帐篷毛虫遍布北美东部,因此它们并不局限于 surveyed area。这种现象很普遍,但其后果仍不清楚。塔能特扎普旨在进一步研究诸如可能排放多少碳等因素。“我希望进行的研究是测量这种效应,即整个湖泊与大气之间的碳交换,”塔能特扎普说。 

至于这种粪便效应是好是坏,“可以说好坏参半,对吧?”塔能特扎普说。如果社区想抵消碳的产生,他们可能会转向使用杀虫剂,例如。然而,他们必须承担随之而来的后果。而如果社区想尝试抵消由毛毛虫引起的碳排放,他们就必须承担使用杀虫剂的后果。 

虽然想到又一个碳排放的来源可能令人担忧,但克拉克大学的威廉姆斯认为这不会让他立即感到担忧。他认为这项研究与其说是气候变化的又一个贡献者,不如说是气候变化影响的一个例子。“这更多地是对我们看到的一些气候变化的反应,”他说。“这使得这些昆虫和害虫能够以不同于以往的方式影响生态系统。”

塔能特扎普强调,这一发现与其说是气候行动的警钟,不如说是提醒我们,万物都是相互关联的,无论它们最初看起来多么不相关。 

 

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