一个可怕的机器人可以阻止入侵的蚊鱼

一项实验室实验表明恐惧如何使一些外来物种的危害降低

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科学家根据蚊鱼的天敌大嘴鲈鱼(右)设计了一种机器鱼(左)。实验室实验表明,机器鱼会引起恐惧,从而导致蚊鱼的行为、身体和生殖发生变化。

入侵的蚊鱼通常是无所畏惧的。

这些蚊鱼摆脱了原生地的捕食者,肆虐,使从欧洲到澳大利亚的幼稚生态系统失控。为了控制这些有问题的鱼,科学家们正试图用一种高科技工具:机器人让这些游泳者心中的恐惧回归。

研究人员 12 月 16 日在iScience上报告说,在实验室实验中,一种旨在模仿蚊鱼的天敌的机器鱼增加了蚊鱼的恐惧和压力反应,损害了它们的生存和繁殖。

亚利桑那大学生态学家 Michael Culshaw-Maurer 表示,虽然机器鱼不会很快被部署到野外,但研究强调,除了简单地杀死它们之外,还有“更多创造性的方法可以防止一个物种的不良行为”。图森没有参与这项研究。“看到这个领域的工作真是太棒了。”

原产于美国西部和东南部的部分地区,蚊鱼 ( Gambusia spp.) 在上个世纪为控制疟疾而在全球淡水生态系统中放生。但根据国际自然保护联盟的数据,这些蚊鱼不是吃会传播疟疾的蚊子幼虫,而是主要吞噬本地鱼类和两栖动物的卵并啃咬尾巴,这使它们成为世界上最具破坏性的入侵物种之一。

珀斯西澳大利亚大学的行为生态学家乔瓦尼·波尔维里诺说,对抗蚊鱼和许多其他外来入侵物种的努力通常依赖于使用陷阱、毒药或其他钝器进行大规模杀戮。“对于大多数被认为有问题的入侵物种,这是行不通的,”他说,而且通常也会伤害本地物种。

Polverino 说,问题不一定是这些生态系统中存在蚊鱼,而是由于缺乏捕食者而导致它们的肆意行为。虽然捕食可以防止猎物数量激增,但仅仅对捕食者的恐惧会影响猎物的行为,从而影响整个生态系统(SN:5/5/19)。Polverino 和他的同事想看看一种机器鱼是否可以模仿蚊鱼的一种天然克星——大嘴鲈鱼(Micropterus salmoides)而制作,它是否同样可怕,并能减轻蚊鱼的负面影响。

在实验室中,研究人员设置了 12 个水箱,每个水箱中都装有 6 只蚊鱼 ( G. holbrooki ) 和 6只经常被蚊鱼骚扰的澳大利亚本土蝌蚪 ( Litoria moorei )。经过一周的适应后,该团队将每组转移到一个实验池中,每周两次,每次一小时,持续五周。在那里,一半的小组面临着一个机器人捕食者,该机器人捕食者被设计为在蚊鱼离蝌蚪太近时识别并扑向它们。

对机器人的恐惧改变了蚊鱼的行为、形状和生育能力,无论是在暴露期间还是几周后。面对机器人的蚊子鱼倾向于聚集在一起而不是探索水族箱,而蝌蚪则不受骚扰,冒险更远。即使在他们家水族馆的安全环境中,与未暴露在机器人中的鱼相比,暴露在机器人中的鱼也不那么活跃,也更焦虑——表现为多秒的冻结反应。

累积的压力也对鱼的身体造成了负担。暴露的鱼失去了能量储备,变得比未暴露的鱼略小。研究人员说,暴露在外的雄性变得更加流线型,可能会加速逃跑行为。受惊鱼的精子数量平均减少了大约一半。

“他们没有投资于繁殖,而是投资于重塑自己的身体,以便在六周后更好地逃脱,”Polverino 说。“总的来说,它们变得不那么健康,也不那么肥沃了。”

这种机器人捕食者对野生蚊鱼及其邻居的长期影响仍不清楚。这对 Polverino 来说是无关紧要的,他说这项研究的主要贡献是表明恐惧会产生重大后果,可能会减少入侵物种的生存和繁殖。

“我们的计划不是在野外释放数十万这样的机器人,并假装它们会解决问题,”Polverino 说。但吓跑蚊鱼的方法可能不止一种。例如,让鱼闻到它们捕食者的味道,可能会引起类似的变化。

“这些不是无敌的动物,”他说。“它们有我们可以利用的弱点,而不是一一杀死动物。”

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