《Journal of Crustacean Biology》:Northern range expansion of the Atlantic mangrove fiddler crab Leptuca thayeri Rathbun, 1900 (Decapoda: Brachyura: Ocypodidae)
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本研究针对热带化背景下海洋物种分布区北扩的生态响应机制,通过整合公民科学平台iNaturalist观测与实地调查,揭示了大西洋红树林招潮蟹(Leptuca thayeri)向温带盐沼的跨越式扩张。结果表明,其北界已延伸至南卡罗来纳州博福特县(较历史界限北移307公里),并首次证实该物种在无红树林的盐沼中建立种群。结合22年海表温度数据分析,发现气候变暖(0.5°C/十年)是核心驱动因素,预示其未来可能扩散至哈特拉斯角。研究为理解热带物种对温带生态系统的潜在影响提供了关键案例。
随着全球气候变暖加剧,热带与亚热带物种正以前所未有的速度向高纬度地区扩张,这一现象被称为“热带化”。在海洋生态系统中,由于水体连通性强、幼虫扩散能力高,物种的分布区迁移尤为显著。招潮蟹作为红树林生态系统的关键类群,其分布变化直接反映环境变迁的生态效应。大西洋红树林招潮蟹(Leptuca thayeri)历史上分布于佛罗里达至巴西的热带沿岸,其北界长期稳定在杰克逊维尔(佛罗里达州)和锡达基(墨西哥湾沿岸)。然而,近年来温带盐沼中陆续出现该物种的踪迹,引发了对其适应机制与生态影响的追问。
为明确L. thayeri的实际分布范围与驱动机制,研究团队系统整合了公民科学平台iNaturalist上2017–2025年的观测记录,并辅以实地调查。通过对48个位点(31个来自iNaturalist,17个为实地验证)的核查,发现L. thayeri的当前北界已达南卡罗来纳州博福特县(32°39′21.7″N),较历史界限北移307公里。更值得注意的是,该物种已突破红树林依赖,在盐沼植物互花米草(Spartina alterniflora)和罗氏灯心草(Juncus roemerianus)构成的温带栖息地中建立种群。这一发现支持了L. thayeri作为“栖息地泛化者”的生态特性。
研究进一步分析了萨凡纳沿岸浮标(NOAA Greys Reef-Station 41008)2000–2022年的海表温度数据,发现年均温上升1.15°C(0.0521°C/年),相当于每十年升温0.5°C。温度升高直接促进了L. thayeri幼虫的发育成功率——其幼虫需在25°C以上水体中完成约一个月的发育周期。2017–2022年月均温数据显示,5–10月的水温均超过25°C,满足其繁殖需求。基于夏季水温预测,该物种的潜在分布北界可能进一步扩展至北卡罗来纳州哈特拉斯角。
研究方法的核心技术
研究通过iNaturalist平台筛选研究级观测记录(需满足活体或完整个体影像标准),结合低潮期沿盐沼溪流500米范围内的系统实地调查(每站点限时20分钟或直至发现雄性个体)。海表温度数据取自NOAA浮标,通过线性回归计算升温趋势,并以25°C作为幼虫发育阈值评估未来扩张潜力。
结果与讨论
- 1.
分布区北扩与栖息地转换:L. thayeri的北扩并非单纯跟随红树林的缓慢迁移,而是主动入侵盐沼生态系统,体现了其对 novel habitat(新栖息地)的适应能力。
- 2.
气候驱动机制:海表温度升高直接缓解了幼虫发育的热限制,而成年个体可能通过人工结构(如码头)或深埋洞穴规避低温胁迫。
- 3.
生态影响展望:北扩后的L. thayeri将与当地招潮蟹(如Minuca pugnax、Leptuca pugilator)竞争食物与空间,其掘食行为可能改变盐沼沉积物结构与营养循环。
本研究发表于《Journal of Crustacean Biology》,首次系统揭示L. thayeri在气候变暖下的跨栖息地扩张模式,为理解热带化进程中物种适应性、群落重构及生态系统功能演变提供了关键实证。未来需重点关注其种群动态、冬季生存策略以及对温带盐沼的长期生态效应。