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Lateral connectivity maintains higher freshwater mussel biodiversity 侧向连通性维持了较高的淡水贻贝生物多样性
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-22 DOI: 10.1111/fwb.14296
Xiongjun Liu, Ronaldo Sousa, Shuhan Guo, Ruiwen Wu, Shan Ouyang, Xiaoping Wu

淡水生态系统中横向水文连通性(LLHC)的丧失正日益威胁着生物多样性;然而,报告这种情况的研究却很有限,尤其是那些在大空间尺度上评估多测量生物多样性特征的研究。在此,我们利用淡水生态系统中最受威胁的分类群之一,研究了 LLHC 对长江冲积平原贻贝群的物种多样性、密度和生物量以及 Nodularia douglasiae(一种常见且广泛分布的本地物种)的遗传多样性和结构可能产生的影响。结果表明,淡水贻贝的物种多样性(α和β多样性)在连通区和断开区之间存在显著差异,连通区的α多样性较高,β多样性较低。同时,连通区域淡水贻贝的相对丰度、密度、生物量和遗传多样性均较高。在分析的 18 个 N. douglasiae 种群中,发现了高遗传分化和低基因流,这表明 LLHC 正在影响这一特定淡水贻贝物种的遗传结构。总之,研究结果表明,河湖连通性正在影响淡水贻贝的生物多样性。此外,本研究还强调,多测量生物多样性特征可提供有关生物多样性动态的独特信息,对于评估洪泛区断裂的影响至关重要。我们主张,为了有效保护大型河流生态系统的生物多样性,需要采取一种包含物种和遗传多样性的洪泛区综合管理方法。
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Issue Information - Cover and Ed Board 发行信息 - 封面和 Ed Board
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-20 DOI: 10.1111/fwb.14128
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The effects of flow extremes on native and non-native stream fishes in Puerto Rico 极端流量对波多黎各本地和非本地溪流鱼类的影响
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-19 DOI: 10.1111/fwb.14306
Bonnie J. E. Myers, Augustin C. Engman, Alonso Ramírez, Ambar Torres-Molinari, Abigail J. Lynch, Mitchell J. Eaton, Patrick B. Cooney, Thomas J. Kwak

在全球范围内,淡水鱼类是最易受气候变化影响的类群之一,但在热带岛屿生态系统中,对淡水鱼类的研究普遍不足,而根据预测,气候变化将改变极端水流事件的强度、频率和持续时间。这些变化可能会以复杂的方式影响溪流生态系统以及本地和非本地生物群。我们汇编了 2005 年至 2015 年期间在加勒比海波多黎各岛 119 个地点收集的大量鱼类组合数据集。我们将这些数据与溪流指数和水坝高度相结合,以了解溪流与鱼类组合结构之间的关联。16%的地点只包含非本地物种,34%的地点只包含本地物种,50%的地点包含本地和非本地物种。我们建立了广义线性模型,并对所有子集进行了模型选择,以确定能解释本地和非本地物种丰富度和生物量变化的极端流量变量。我们还建立了模型,以确定极端流量和非本地物种的存在对本地物种丰富度和生物量的综合影响。极端流量和水坝高度对解释本地和非本地物种丰富度和生物量的变化非常重要。模型平均值显示,大坝高度每增加 1 米,本地生物量每公顷减少 0.42 千克;最大平均日高流量每增加 1 厘米/秒,本地生物量每公顷减少 0.05 千克;最大高流量持续时间每增加一天,本地生物量每公顷减少 3.45 千克;平均高流量持续时间每增加一天,本地生物量每公顷增加 2.06 千克。根据模型平均值预测,坝高每增加 1 米,非本地生物量每公顷增加 1.32 千克;平均高流量持续时间每增加一天,非本地生物量每公顷增加 0.01 千克;最大高流量持续时间每增加一天,非本地生物量每公顷减少 0.36 千克。模型平均值还预测,最大低流量持续时间每增加一天,本地和非本地生物量分别增加 0.71 千克/公顷和 0.06 千克/公顷。非本地物种的存在和极端流量的综合影响改变了最大高、低流量持续时间与本地生物量之间的关系。模型平均值显示,当存在非本地物种时,最大高流量持续时间每增加一天,本地生物量就增加 1.83 千克/公顷,而最大低流量持续时间每增加一天,本地生物量就减少 2.52 千克/公顷。在没有非本地鱼类的情况下,本地鱼类可能比预期的更能应对更长的最长低水流持续时间。在混合鱼类群落中,延长大流量的最长持续时间可能会起到控制非本地物种的作用,减轻它们对本地物种的负面影响,但延长小流量的最长持续时间可能会加剧非本地鱼类的负面影响。我们的研究结果对全球热带岛屿生态系统具有参考价值,可以指导本地鱼类的管理和保护,尤其是在面临气候变化和非本地物种的双重威胁时。管理者可以考虑通过保持连通性和栖息地的复杂性,同时防止非本地物种的引入,加大力度保护加勒比河流中的本地鱼类。
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Micro- and nano-plastic loads in fish and macroinvertebrates in a tropical river 热带河流中鱼类和大型无脊椎动物体内的微塑料和纳米塑料负荷
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-19 DOI: 10.1111/fwb.14309
Yong Sin Ng, Sivathass Bannir Selvam, Kang Nee Ting, Hui Ling Chen, Kasturi Muthoosamy, Christopher Gibbins

这项研究考察了一个快速城市化的热带集水区中河流大型无脊椎动物和鱼类体内的微塑料污染情况,并提供了不同分类和功能摄食群体摄入微塑料数量的数据。我们采用了一种广泛使用的低分辨率目测方法(能够识别 0.1 至 5 毫米的微塑料)和一种新型自动方法,后者专门用于识别纳米级(0.004 至 0.1 毫米)的较小塑料。使用低分辨率方法进行的分析表明,相当一部分鱼类(95%)和大型无脊椎动物(44%)体内含有较大的微塑料。动物体内的微塑料成分与河水中和河床上的微塑料成分不同:河水中和河床上的微塑料主要是纤维(分别为 98% 和 92%),而动物体内的纤维(约 35%)、碎片(约 43%)和薄膜(约 22%)混合得更为均匀。水生生物体内的微塑料含量与摄食群体和体型大小有关,但模式并不总是一致的。体型较大的个体通常含有更多的微塑料,尤其是大型无脊椎动物,但这一趋势在鱼类物种中并不一致。此外,大型无脊椎动物类群和摄食群体之间的体内负荷差异也因是按个体还是按单位重量计算负荷而不同。与低分辨率方法相比,高分辨率计数法显示的微塑料数量要高得多,这说明后者可能低估了污染水平。这项研究强调了水生生物群对微塑料的非随机摄取会受到摄食模式的影响,并强调了高分辨率样本处理对准确量化污染水平和评估小型生物风险的必要性。
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Thermal response of freshwater ciliates: Can they survive at elevated lake temperatures? 淡水纤毛虫的热反应:它们能在湖泊温度升高时生存吗?
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-18 DOI: 10.1111/fwb.14302
Thomas Weisse

纤毛虫是一种定义明确、物种丰富、用途广泛的异养和混养原生动物。它们对全球变暖期间温度升高的反应对淡水食物网的结构和功能至关重要。我对实地研究文献和实验证据进行了荟萃分析,以评估淡水纤毛虫热响应的特征参数。热性能曲线的形状预测了纤毛虫在超理想温度下的存活率(即热安全边际的宽度)。纤毛虫的典型热安全系数约为 5°C。三分之二以上长期或偶尔生活在表层的淡水纤毛虫无法在超过 30°C 的温度下生存。同样,占浮游纤毛虫很大一部分的低温恒温物种也无法通过进化适应迅速变暖的环境。统计分析表明,纤毛虫的耐热性能受到其浮游生活方式(上浮游与下浮游)、形成包囊的能力和营养生态学的影响。食菌纤毛虫的温度生态位最宽,而食藻纤毛虫的温度生态位最窄。表型可塑性和遗传变异有利于在新环境中选择预先适应的物种,这在淡水纤毛虫中非常普遍。然而,由于缺乏最适温度的证据以及大多数物种的耐受极限定义不精确,妨碍了目前的分析。除了目前选取的少数几种纤毛虫外,还需要对更多的纤毛虫物种进行进一步研究,以了解其适应性和适应程度。最近的生态进化实验工作和建模方法表明,纤毛虫的热反应遵循生态学代谢理论和酶动力学固有的机械功能所预测的一般趋势。本分析确定了目前的知识空白和未来研究的途径,可作为其他生物群的示范研究。对热的适应可能会与对其他压力因素(捕食者、食物供应、pH 值)的适应相冲突,因此目前很难(如果不是不可能的话)对淡水纤毛虫未来在更温暖环境中的作用做出一般性预测。
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Beyond biomass: Resource effects on primary production and consumer nutrient assimilation in streams 超越生物量:资源对溪流初级生产和消费者营养同化的影响
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-17 DOI: 10.1111/fwb.14310
Alexandra Schlenker, Mario Brauns, Patrick Fink, Markus Weitere

水生生态系统的初级生产受资源供应(自下而上)的强烈控制。同时,食草动物对藻类施加自上而下的压力。资源和食草动物对藻类群落的影响已在底栖和浮游系统中得到广泛研究。然而,大多数研究只关注对藻类存量的净影响,而对其背后的生态功能和过程却往往一无所知。在这里,我们测试了光照(L)和限制性养分磷(P)这两种资源对底栖藻类(浮游植物)初级生产(净氧生产)和下一营养级同化作用(特别是食草动物的氮同化作用)的影响。为此,我们在溪流中层水槽中种植了天然的浮游生物群落,同时还种植了两种本地食草类群和 15N 作为示踪剂。两种资源最初都会增加净初级生产量,但在更成熟的群落中,这种效应在 36 天后趋于平衡。虽然两种资源对藻类生物量仍有很强的积极影响,但生物量的净初级生产量随资源水平的提高而降低,在双高(+L,+P)处理中最低。食草动物的氮同化反应与其生物量相比,与围岩质量(化学计量和分类组成)的反应关系更为密切。此外,光对两种食草动物的氮同化都有负面影响。这些研究结果表明,生态功能(这里指初级生产和食草动物的同化作用)的反应并不一定与藻类生物量成正比,因此不容易从常用的生物量作为功能的代表来预测。
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Complex selection processes on invasive crayfish phenotype at the invasion front of the Zambezi floodplains ecoregion 赞比西河洪泛平原生态区入侵螯虾表型的复杂选择过程
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-12 DOI: 10.1111/fwb.14308
Nawa Nawa, Josie South, Bruce R. Ellender, Josephine Pegg, Takudzwa C. Madzivanzira, Ryan J. Wasserman

了解驱动非本地物种表型变异的生态进化过程对于预测影响和建立空间明确的管理模式至关重要。入侵的红爪螯虾 Cherax quadricarinatus 正在非洲中南部具有重要生态和经济价值的赞比西河中上游水系迅速蔓延。我们测试了巴罗泽洪泛平原是否存在入侵前沿效应,并沿着季节性水文时期 200 千米的非线性入侵梯度,区分了这些效应是否与环境过滤、空间排序或密度依赖过程有关。小龙虾在上游和下游的传播表明,与2019年的前入侵前线相比,小龙虾种群数量在不断扩大,这是由两性共同促成的。雨季的发现概率和相对丰度均低于旱季。由于湿季栖息地的高度连通性,未发现环境过滤信号。入侵前沿种群的特点是相对丰度较低、身体状况较差、总体身体和螯的尺寸较大以及前腿长度较长。性别比例没有影响。这表明,在入侵梯度上,空间分选、密度依赖过程和捕食压力对表型变异起着选择性作用。我们迫切需要更好地了解洪水机制和营养相互作用对表型变异和扩散的影响。抑制种群以减少空间分类和同种竞争可能是入侵前沿的一种可行的管理方案。
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Genetic diversity and connectivity of the invasive gastropod, Callinina georgiana (Caenogastropoda: Viviparidae) across a fragmented riverscape: A mitonuclear perspective 入侵腹足类动物 Callinina georgiana(腹足纲:Viviparidae)在支离破碎的河流景观中的遗传多样性和连通性:有丝分裂核视角
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-08 DOI: 10.1111/fwb.14301
Wijesooriya Arachchilage Nimanthi Upeksha Abeyrathna, Andrew A. Davinack

水生入侵物种是全球淡水生物多样性的重大威胁。本研究的重点是带状神秘蜗牛 Callinina georgiana,它是纽约北部阿迪朗达克地区的一种入侵物种,也是纽约五大湖流域的一个重要部分。该项目旨在利用线粒体和核标记相结合的方法,探索 C. georgiana 在其入侵范围内的遗传连接性。采样工作在拉奎特河及邻近水道进行,从分布于八个不同水体的 16 个不同种群中共采集了 229 只蜗牛。其中还包括该物种在美国南部原生地的两个种群。提取了 DNA,并扩增了线粒体 DNA 标记细胞色素 c 氧化酶 1 的 710-bp 片段和核标记组蛋白-3 的 351-bp 片段。进行了种群遗传分析,包括单倍型模式、AMOVA 和遗传多样性估计、中性检验和距离隔离检验,以评估连通性模式。结果表明,在蜗牛的入侵范围内存在中度到高度的遗传混杂,这表现在单倍型缺乏地理模式,以及多个地点之间存在低度到中度的遗传分化。人口分析与大量私有单倍型相结合,表明了历史上的种群扩张。有趣的是,从细胞色素 c 氧化酶 1 和组蛋白-3 标记不一致的单倍型模式可以看出,原生种群和入侵种群存在有丝分裂核不一致的情况。Callinina georgiana在其入侵范围内表现出高度的遗传连通性。水坝的存在并未对明显的基因流产生重大影响,这表明人类活动(如船只交通)可能是蜗牛在这一支离破碎的淡水系统中扩散的关键。这项研究为入侵淡水蜗牛的扩散和遗传结构提供了新的见解。它强调了在面对复杂的遗传多样性模式时考虑人为因素的重要性。研究结果对生物多样性保护具有重要意义,并为制定管理和遏制 C. georgiana 等水生入侵物种扩散的战略提供了依据,尤其是在人类活动频繁的地区。
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Zooplankton community heterogeneity and trophic interactions in response to environmental drivers in a mesotidal estuary on the Brazilian equatorial margin—Lençóis Maranhenses National Park 巴西赤道边缘潮间带河口--马兰尼西斯国家公园浮游动物群落异质性和营养相互作用对环境驱动因素的响应
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-07 DOI: 10.1111/fwb.14303
Taiza Pimentel Santos, Marco Valério Jansen Cutrim, Quedyane Silva da Cruz, Lisana Furtado Cavalcanti-Lima, Ana Karoline Duarte dos Santos Sá, Andrea Christina Gomes de Azevedo-Cutrim

这项研究强调了环境过滤器在浮游动物群落动态以及与热带潮间带河口三个区域浮游植物生态关系中的重要性。因此,在普雷吉萨斯河河口战略位置的六个不同地点进行了取样,目的如下:确定浮游动物的丰度特征,并由此确定群落的 α 和 β 多样性指数随环境变量的变化;确定影响生态系统区域指示物种的环境过滤器;确定浮游植物和浮游动物在河口梯度上的相互作用。浮游动物群落包含 80 个物种,包括 14 个门类,其中节肢动物门种类最多,其次是纤毛虫门和软体动物门。桡足类尤为突出,其中主要有 Paracalanus crassirostris、Pseudodiaptomus gracilis 和 Oithona nana。共有 21 个物种被选为指标,其中包括沿海地区的湍流栉水母(Temora turbinata)、混合区的褶皱栉水母(Rhizodomus tagatzi)和潮汐河流区的微型栉水母(Moina micrura)。环境异质性显示出明显的空间差异,其变化主要受盐度、温度和悬浮有机物的影响,它们是主要的环境过滤器。沿岸带和混合带的物种与硅藻 Skeletonema costatum 和 Asterionellopsis glacialis 的藻华有直接的生态关系,它们的出现有利于浮游动物的丰度,表明营养网络受自上而下的控制。在 β 多样性的分区中,由于环境异质性,周转成分对多样性值负责,从而区分了不同区域的群落。我们的研究结果是对这一热带生态系统中环境异质性与浮游动物之间关系的首次全面调查。这些发现对于确定极易退化的环境(β 多样性低)和作为扩散中心的环境(β 多样性高)至关重要,从而有助于开展有针对性的保护工作和更有效地管理河口系统。因此,我们的研究结果为世界各地类似沿海生态系统的可持续管理提供了重要依据。
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Eggs on a plate: Population-dependent effects of humic substance rich water on perch egg size and hatching success 盘子里的蛋富含腐殖质的水对鲈鱼卵大小和孵化成功率的种群依赖性影响
IF 2.8 2区 生物学 Q2 ECOLOGY Pub Date : 2024-07-07 DOI: 10.1111/fwb.14307
Kristina Noreikiene, Karl-Erik Aavik, Siim Kahar, Magnus Lauringson, Konrad Taube, Alfonso Diaz-Suarez, Riho Gross, Anti Vasemägi

鱼类在脆弱的生命早期阶段承受环境干扰的能力对于面临全球环境快速变化的种群和物种来说至关重要。淡水环境中溶解有机碳(DOC)浓度的上升(即褐变)是水生生物(包括远东鱼类)面临的潜在挑战之一,它会导致能见度和 pH 值下降等一系列变化。相反,腐殖质因其潜在的抗菌和免疫刺激特性而日益得到认可。问题仍然是,在发育过程中暴露于高 DOC 的腐殖质水域是否会造成重大干扰,以及遗传和亲本因素在多大程度上可以在这种可能具有挑战性的环境中保持最佳发育状态。为了解决这些问题,我们对来自清水湖泊和腐殖质湖泊的欧亚鲈鱼(Perca fluviatilis)进行了纯合和杂交(种群间杂交)。将每个杂交种的受精卵暴露于天然腐殖质湖水和清水湖水中。记录绒毛膜内腔直径(胚胎直径)和孵化成功率。即使在较小的水量(5 mL)中,鲈鱼胚胎也能成功发育,大多数胚胎在受精后 13 天孵化(70%)。胚胎直径受杂交类型和处理之间交互作用的影响,在清水和腐殖质水处理中,母体清水来源的胚胎都比腐殖质水来源的胚胎小。孵化几率与雌性个体大小无关,而是与胚胎着眼期的直径以及杂交类型和处理之间的交互作用有关,结果是纯清水杂交的胚胎孵化更早,孵化数更高。我们的研究表明,腐殖质水对鲈鱼的影响并非都是负面的,并揭示了鲈鱼在发育过程中对腐殖质水暴露的种群依赖性反应。我们的实验设计还说明了多孔板在进行复杂的高通量实验方面的实用性,超越了传统的模式物种,并为测试鲈鱼早期性状的基因型-环境关联提供了新的可能性。总之,这项研究的结果增加了越来越多的证据,表明腐殖质可能会对鱼类的早期生活产生复杂的影响,促使人们进一步研究腐殖质在塑造自然表型方面的作用以及在应用领域的潜在用途。
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Freshwater Biology
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