地下動物
地下動物(英語:Subterranean fauna)指適應地下環境的動物物種。穴居動物和地下水動物是地下動物的兩種類型。兩者都與地下棲息地相關——洞穴動物與陸地地下環境(洞穴和地下空間,位於地下水位以上)相關,而地下水動物則與各種地下水域(地下水、含水層、地下河、滴水碗、石池等)相關。
環境
[編輯]地下動物遍布全球,涵蓋了許多動物類群,主要是節肢動物和其他無脊椎動物。然而,也有一些脊椎動物(如洞穴魚和洞穴蠑螈),儘管它們較為少見。由於探索地下環境的複雜性,許多地下物種尚未被發現和描述。
地下棲息地的特殊性使其成為一種極端環境,因此地下物種通常比生活在地表棲息地的物種少。地下環境的主要特徵是缺乏陽光。氣候值,如溫度和相對濕度,通常幾乎穩定——溫度與洞穴開口處的年平均溫度一致,相對濕度很少低於90%。食物來源有限且局部化。缺乏陽光抑制了光合作用,因此食物僅來自地表環境(通過滲透水、重力或動物的被動運輸)。例外情況是像莫維爾洞穴這樣的洞穴,其中化學合成構成了食物鏈的基礎。靠近地表的洞穴,如熔岩管,通常有樹根從洞穴頂部垂下,為吸食樹液的昆蟲提供營養。[1][2] 地下棲息地中其他重要的食物來源包括正在分解的動物和蝙蝠糞便,[3][4][5] 這在此類洞穴中形成了大型無脊椎動物群落。[6][7]
生態分類
[編輯]洞穴棲息的動物表現出對地下環境的不同程度的適應。根據最近的分類,生活在陸地地下棲息地的動物可以根據其生態學分為3類:
- 洞穴生物(或洞穴生物):強烈依賴地下棲息地的物種;
- 洞穴愛好者:既生活在地下也生活在地表棲息地的物種。洞穴愛好者還分為真洞穴愛好者(能夠維持永久地下種群的物種)和亞洞穴愛好者(傾向於永久或暫時棲息於地下棲息地,但在某些功能上與地表棲息地密切相關的物種);
- 洞穴外來者:僅偶爾出現在地下棲息地且無法建立地下種群的物種。[8]
對於地下水動物,相應的術語為地下水生物(或地下水生物)、地下水愛好者和地下水外來者。
生物學
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地下環境的特徵導致洞穴棲息的動物進化出許多適應,包括形態學和生理學上的適應。形態學適應的例子包括脫色(外部色素消失)、角質層厚度的減少以及視力的極端退化,最終導致無眼症(完全失去眼睛)。然而,例外情況是新西蘭洞穴中的盲蛛(盲蛛目),它們擁有大而功能正常的眼睛,推測是因為這些類似蜘蛛的螯肢動物以洞穴中發光的螢火蟲幼蟲Arachnocampa為食,它們通過視覺探測這些幼蟲。[9] 其他適應包括觸角和運動附肢的發育和延長,以便更好地移動和響應環境刺激。這些結構富含化學感受器、機械感受器和濕度感受器[3][4][5][10](如洞穴甲蟲Leptodirus hochenwartii中的哈曼器官[11])。
生理適應包括緩慢的新陳代謝和減少的能量消耗,這是由於食物供應有限和能量效率低。這可能是通過減少運動、消除攻擊性互動、提高攝食能力和食物利用效率以及通過變溫性實現的。因此,洞穴棲息的動物可以在不進食的情況下長時間生存,壽命比類似的地表物種更長,繁殖時間較晚,並產生較少但較大的卵。[3][4][12]
進化與生態
[編輯]地下動物在孤立的環境中進化。[13] 地層屏障,如岩壁和岩層,以及河流屏障,如河流和溪流,阻止或阻礙了這些動物的擴散。[14] 因此,地下動物的棲息地和食物供應可能非常分散,並導致了觀察到的景觀多樣性。
對地下動物的威脅
[編輯]洪水可能對地下物種有害,因為它會顯著改變棲息地、食物和與其他棲息地及氧氣的連通性。許多地下動物可能對環境變化敏感,洪水可能伴隨着溫度下降,這可能會對某些動物產生不利影響。[15]
人類也對洞穴動物構成威脅。污染物(如農藥和污水)的管理不善可能會毒害地下動物群落[13],而棲息地的破壞(如地下水位的上升/下降或各種形式的採礦)也可能是一個主要威脅。
另見
[編輯]參考文獻
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