摘要
果蝇是非常小的苍蝇。当人们在厨房里发现它们时，他们通常会很恼火。然而，果蝇可以告诉我们自然界正在发生的事情。有些果蝇原产于某个地区，而另一些则是由人类引入的。当一个地方处于自然状态时，当地的果蝇种类非常丰富。当一个地方发生变化时，例如，由于建造了许多建筑物，就会发现入侵物种果蝇。果蝇是一种指示物种，可以告诉我们土地利用的变化情况。
变化世界中的动物
人类改变地球的方式影响了生活在地球上的动植物。气候变化是一个例子，土地利用是另一个例子。土地可以从农村(农村环境)转变为城市(城市环境)。我们在各种环境中看到的动物可以反映土地利用的变化。如果一种动物只能在农村找到，而另一种只能在城市里找到，那么这些动物就可以被保护指示物种，这意味着它们可以表明土地利用正在变化或已经改变。
果蝇可以作为指示物种。夏天，你可能会在厨房里发现这些小苍蝇。它们的学名是，果蝇。而只有几个种类的果蝇在厨房里常见，在外面你可能会发现几十到几百只果蝇物种——但这取决于你住在哪里。如果你在城市或乡村，它们的种类和数量会有所不同。
为什么动物要住在它们生活的地方?
为了理解动物为什么要生活在它们所居住的地方，我们需要理解动物栖息地的概念利基市场．动物的生态位包括与动物需求相匹配的气候和食物。动物在不包含它们生态位的环境中不能很好地生存。城市提供了不同于自然环境的生态位。城市里的公园和花园都有植物。然而，人们有时喜欢在家里附近种一些外来的植物。当本地植物物种消失时，动物的生态位也会消失。当这种情况发生时，本地物种可能会被非本地物种所取代，这些物种是由人类引入到一个不是其自然环境的地区的物种。如果一个非本地物种的个体数量增长很大，这个非本地物种可能会成为一个外来物种外来入侵物种．入侵物种可能会胜过拥有相似生态位的本地物种。
动物可分为两类:多面手和专家（图1)．专家有特定的利基需求，尤其是对食物。多面手可以从许多来源找到食物，因此，他们很容易生存。侵入性动物通常是多面手。如果本地植物被外来植物取代，那么本地的特殊昆虫可能会消失，因为它们的食物消失了。专家无法入侵一个缺乏食物或生态位的地区。
- 图1 -通才和专家的区别
- 每一堆积木代表动物吃的食物。多面手吃四种食物，而专家只吃一种食物。两种动物吃的量是一样的。如果蓝色食物消失了，那么专家就没有东西吃了。多面手仍然能够找到食物。
一个地区的动物类型反映了物种多样性这个区域。物种多样性是根据现有的物种数量和现有的个体数量(图2)．农村地区虽然是天然的，但可能缺乏多样性，因为只有专家居住在那里。城市地区的多样性可能很低，因为那里只有多面手。郊区的多样性可能最高，专家和多面手都可能住在那里。
- 图2 -在这两个地区都有四种苍蝇。
- 在农村地区，每个物种有两只个体。在市区，大多数苍蝇都是同一种。虽然每个地区的物种数量相同，但农村地区比城市地区更多样化，因为没有一种物种占主导地位。只在城市地区发现的物种可能是侵入性通才，而只在农村地区发现的物种可能是专家。城市地区的苍蝇更多，因为入侵物种很常见。
果蝇怎么样?
这些多样性模式可以在果蝇物种。研究人员收集果蝇用腐烂的香蕉做诱饵的物种。在巴西,果蝇苍蝇被收集沿一个城市梯度，这是一个跨越地理区域从乡村环境到城市环境的缓慢变化[1］．研究人员在四个环境中取样(图3):农村地区、城市低增长地区、城市中等增长地区和城市地区。农村地区的本地蝇种多于入侵蝇种。中等城市生长区域和城市地区的入侵苍蝇比本地苍蝇更多——与农村地区的情况相反。
- 图3 -城市梯度。
- 左边是最偏远的地区，那里没有任何建筑，只有原生植物。当你从左向右移动时，建筑的数量增加，植物的数量减少。本土植物也逐渐被外来植物所取代。
在巴西，低增长的城市地区有最多的果蝇种类，农村地区最少。低城市增长率地区的食用植物种类可能比其他任何研究地区都要多。城市增长缓慢的地区就像郊区一样。那里的植物种类可能是本地和外来物种的混合体。在城市地区，果蝇种类数量低于低城市地区。沿着梯度的不同食用植物改变了果蝇种类。
农村和城市地区最常见的物种是不同的。在农村地区，本地物种果蝇willistoni和果蝇paulistorum是最常被收集的。在城市地区，这些物种很少被发现。城市地区最常见的物种是果蝇simulans和Zaprionus indianus;在城市地区，它们占苍蝇总数的一半以上，但在农村地区，它们只占一小部分。这两个物种原产于非洲，侵入巴西。这两个果蝇simulans和Zaprionus indianus是多面手物种。因此，在巴西，城市地区有入侵物种，而农村地区有本地物种。
物种的数量和种类并不能反映全部情况。多样性还反映在物种间分布的个体数量上。蝇类总数以城区最高，农村最低。虽然城市地区的苍蝇更多，但不是最多样化的，因为大多数只有几个种类。低城市发展和中等城市发展地区的多样性最高，因为它们不像城市地区那样以少数物种为主。
这些模式在其他地方也会发生吗?
类似的情况也出现在北美——美国的阿拉巴马州。2］．苍蝇被收集在三个地方:没有植物的建筑物周围、城市公园和农村公园。在建筑物周围，研究人员发现了数量最少的物种，他们没有发现在其他地区发现的两种本地物种。在城市公园发现的个体数量最多。
随着时间的推移，苍蝇的种类也发生了变化。研究人员将2010年代收集的苍蝇与100年前收集的苍蝇进行了比较。在阿拉巴马州，城市在发展，耕地却在萎缩。与此同时，气候变化也改变了环境。与1910年代相比，2010年代的果蝇种类减少了。2010年代的许多物种在1910年代的收藏中并不存在，所有的新物种都是侵入性的。21世纪10年代发现的一个新物种是Zaprionus indianus这在美国是一种入侵物种，就像在巴西一样。苍蝇种类的变化表明土地使用变化和气候变化。
我们实验室收集了果蝇2014年在堪萨斯州的两个乡村果园进行了调查，我们也做了类似的观察。我们收集的物种与1954年在堪萨斯州发现的物种不同[3.］．与阿拉巴马州的研究类似，与1954年相比，我们在2014年发现的物种更少。我们还发现了更多的入侵物种。值得注意的是入侵物种果蝇simulans它在1954年很少见，但在2014年占了我们藏品的一半以上。这些果园距离城市大约10英里，因此，即使在农村地区，这种入侵物种现在也在蓬勃发展。
我们发现了另一种北美新入侵物种:果蝇suzukii。在阿拉巴马州也发现了这个物种。我们没有发现Zaprionus indianus但我们在2012年和2015年发现了它，因此，我们知道它已经成功地入侵了堪萨斯州。堪萨斯州相对来说是农村，入侵物种的存在表明这里的环境也在发生变化。
果蝇种类能反映环境变化吗?
研究人员发现，现在果蝇的种类和数量与近100年前有所不同。果蝇也随着土地使用的不同而不同。多面手物种Zaprionus indianus和果蝇simulans正在取代城市里的本地物种。测量环境变化是困难的，但在一个地区发现的果蝇种类可以表明一个地区是农村还是城市，以及该地区是否随着时间发生变化。
术语表
指示物种：↑物种:其数量或存在严重受环境影响的物种
利基市场：↑动物(或植物)生存最好的地方，因为有食物和/或庇护所，以及有利的气候条件。
本地物种：↑天然植物:某一地点自然生长的植物或动物
外来入侵物种：↑一种植物或动物最初并不生活在该地理位置，由人类引入，通常比本地物种更有竞争力。
通才：↑一个拥有广阔生态位的物种，这意味着它可以在许多环境中生存，吃许多不同种类的食物。
专家：↑生态位非常狭窄的物种，需要特定的食物或气候条件才能生存。
物种多样性：↑在一个地区发现的物种数量和每种物种的个体数量。
城市梯度：↑从乡村到城市土地利用的空间变化。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
致谢
这项工作由堪萨斯大学综合研究基金资助，#2105081给JMG。HFJ获得了Gould昆虫学本科生奖。
参考文献
[1]↑戈特沙尔克，德·托尼，D.，瓦伦特，V.和霍夫曼，P. 2007。巴西果蝇科(双翅目)在城市化梯度上的组合变化。Neotrop。Entomol。36:848 - 62。doi: 10.1590 / s1519 - 566 x2007000600005
[2]↑庞宾，A.和里德，L. K. 2016。阿拉巴马州生物多样性的变化果蝇:季节变化、城市化和入侵物种的重要影响。生态。另一个星球。6:7057 - 69。doi: 10.1002 / ece3.2452
［3］↑格里森，J. M.罗伊，P. R.艾弗曼，E. R.格里森，T. C.和摩根，T. J. 2019。物候学的果蝇温带生长季节的物种及其对行为的影响。《公共科学图书馆•综合》14: e0216601。doi: 10.1371 / journal.pone.0216601