什么是指示性生物？他们都是谁？
指示物种可以告诉我们环境中发生的改变和即将发生的改变。指示物种很容易被观察到，研究它们被认为是预测生态系统变化的一种经济、有效的方法。这些物种也被称为生物指示器。
帝王蝶是最著名的指示物种之一。
图自：Sylvain Cordier / Getty Images
科学家们通过监测指标物种种群的大小、年龄结构、密度、增长和繁殖率等因素，来寻找它们随着时间推移的模式。这些模式可能显示了污染、栖息地丧失或气候变化等对物种的影响。更重要的是，它们可以帮助预测未来环境的变化。
什么是指示物种？
最常用的指示物种是动物，其中70%是无脊椎动物。指示物种也可以是植物和微生物。通常，这些生物体与环境的相互作用使它们对任何变化都高度敏感。例如，它们可能处于营养性摄食水平的顶端，在那里它们会接受到环境中所发现的任何毒素的最高数量。或者，如果环境不佳，它们可能无法轻松地搬到一个新的地方。
科学家们出于不同的原因选择指示物种。物种的生态重要性是使用某些生物作为指标的主要原因之一。如果一个物种是一个关键物种，这意味着生态系统的功能也依赖于它们，那么该物种的健康或种群的任何变化都将是一个很好的环境压力指标。
一个好的指示物种还应该对变化做出相对快速的反应，并且易于观察。它们的反应应该代表整个种群或生态系统。它们应该是相对常见的，并且有足够大的种群以便于研究。被广泛研究的物种是很好的生物指标候选者。繁殖速度快、数量多、有专门栖息地或饮食的物种将是一个理想的指标。科学家也在寻找具有商业或经济重要性的生物。
科学家通过观察指示物种来确定生态系统的变化。指示物种用于显示环境变化的好坏。这些变化包括污染物的存在、生物多样性和生物相互作用的变化以及物理环境的变化。
有哪些指示物种？
指示物种往往是其生态系统中最脆弱的成员，这些指示物种被用于科学研究，作为一种容易和有效地研究环境健康的长期变化的方法。在每个生态系统中，研究同一物种有助于研究人员更容易地比较数据，以便发现温度、栖息地破坏和降雨等因素的微小变化。下面是一些指示物种的例子。
地衣
地衣可以用来研究空气污染
图自：Christian Ender / Getty Images
地衣是两种独立生物体的结合体。真菌和藻类以一种共生关系生长在一起，真菌提供矿物质营养和藻类生长的地方，藻类通过光合作用为真菌生产糖。地衣因对空气污染敏感而被用作生物指示物种。地衣没有根，所以它们只能直接从大气中获取营养。它们对空气中过量的氮污染特别敏感。如果科学家发现对氮特别敏感的地衣物种数量减少，同时，能够很好地耐受氮的物种数量增加了，科学家们就知道空气质量下降了。
斑点猫头鹰
由于栖息地的丧失，斑点猫头鹰的数量一直在下降。
图自：Carlos Camarena / Getty Images
1990年，由于栖息地的丧失，北方斑点猫头鹰首次被列为濒危物种。因为这些猫头鹰不筑巢，它们依赖于成熟的原始森林中的树洞、折断的树梢和其他碎片来筑巢。来自伐木、开发、娱乐和疾病的压力使得它们没有安全的筑巢区域。北方斑点猫头鹰数量的下降表明太平洋西北阔叶林的质量进一步下降。1999年，美国旧金山湾区网络开始监测猫头鹰，作为评估生态健康的一种方式。
蜉蝣
蜉蝣被用来监测淡水的质量。
图自：Sandra Standbridge / Getty Images
蜉蝣是一种对水污染特别敏感的大型无脊椎昆虫。幼年时，它们只生活在水里，成虫生活在陆地或空气中，但会回到水中产卵。它们被研究人员用作水生生态系统健康的指标，因为它们对水的依赖和它们对污染的耐受度低。例如，大多数蜉蝣物种依赖于底部表面较硬的栖息地。在水道底部沉淀过多的泥沙污染物，可能是其数量下降的原因之一。在水生生态系统中发现蜉蝣意味着这里的水几乎没有被污染。
鲑鱼
鲑鱼的洄游习性使它们容易受到环境变化的影响。
图自：DaveAlan / Getty Images
鲑鱼是一种溯河产卵的鱼类。这意味着它们在淡水中孵化，然后前往海洋，之后再返回淡水中产卵。如果它们不能在淡水和海洋之间自由移动，它们就不能生存。栖息地的破坏、过度捕捞和筑坝已经导致全世界鲑鱼数量的显著减少。太平洋西北部的研究人员将银鲑种群的死亡归咎于产卵栖息地周围城市地区受到污染的雨水径流。鲑鱼数量的变化可以用来表明栖息地和水质的下降，以及疾病的存在。
马什玉黍螺
马什玉黍螺常用来显示海岸生境的变化。
图自：LAByrne / Getty Images
马什玉黍螺可以在盐沼的草地上的海藻上找到。它们随着潮水移动，在退潮时下来吃草，当水上涨时，它们又回到草茎上。马什玉黍螺对污染特别敏感，经常被用来研究沼泽生态系统的健康状况。
美国墨西哥湾沿岸的研究人员利用这种海螺展示了深水地平线漏油事件对沿海湿地海岸线的影响，并预测它们的减少可能会影响沼泽的其他重要生态系统功能。它们还会吃对沼泽生态系统至关重要的沼泽绳草。如果海螺捕食者的数量减少，它们的数量会随之增加，从而对沼泽草的健康产生负面影响。
水獭
水獭作为顶级捕食者，很容易受到毒素的侵害。
图自：tan Tekiela Author / Naturalist / Wildlife Photographer / Getty Images
水獭被认为是水生生态系统中的顶级捕食者，因此它们所处环境中的任何毒素都会通过它们所吃的鱼类和无脊椎动物迅速进入水獭体内。由于毒素在食物链中积累，水獭比同一生态系统中的其他动物吸收的毒素量要大得多。它们很可能在任何其他动植物表现出中毒迹象之前就表现出来。加拿大科学家利用水獭的毛发来测试一个水银矿旁的湖泊中的汞含量。这项研究表明，水獭可以作为有价值的指示物种，以测试海洋和淡水生境的健康。
蝾螈
蝾螈的皮肤具有渗透性，需要保持湿润，这使它们成为空气和水污染的良好指标。
图自：Jasius / Getty Images
蝾螈的皮肤渗透性很强，为了生存必须保持湿润。这使得它们特别容易受到污染和干旱的影响。蝾螈健康状况或种群数量的下降可能表明它们的环境发生了负面变化。
美国农业部森林服务局的研究人员研究了两种不同类型的蝾螈，以显示已被商业采伐的森林生态系统的恢复情况。蝾螈的数量随着森林的年龄和健康的增长而增长。
大肠杆菌
大肠杆菌是用来显示污染存在的多种细菌之一。
图自：Manjurul / Getty Images
大肠杆菌是一种常见于温血动物粪便中的细菌。细菌是显示污染存在的理想有机体，因为它们繁殖迅速，随处可见，如果有环境压力，它们会很快改变。
美国环保署用大肠杆菌来指示淡水中是否存在粪便物质。其他细菌常作为微咸水、咸水、空气和土壤中的污染指标。
蝙蝠
蝙蝠庞大的种群使它们成为被研究的理想的指示物种。
图自：Mary Ann McDonald / Getty Images
蝙蝠对环境质量的变化很敏感，因为它们是种子传播者、传粉者和食虫者。它们尤其受到生境丧失和破碎化的影响。蝙蝠被研究人员用来研究轻污染、重金属、城市化、干旱和农业方面的变化。通过使用相机捕捉器、声学测量和毛发采集，研究人员对它们进行了非侵入性和经济有效的研究。美国黄石国家公园的研究人员利用蝙蝠研究气候变化和蝙蝠种群中的传染病。
帝王蝶
帝王蝶的迁徙习性可以帮助科学家了解大面积的环境变化。
图自：Jessica R. Bunger / Getty Images
在过去的25年里，帝王蝶的数量急剧下降，可能是由于栖息地丧失、杀虫剂使用和气候变化的综合作用。由于它们从加拿大迁徙到了墨西哥，所以它们是研究整个北美大陆健康状况的理想指示物种。美国康奈尔大学的一位研究人员认为，帝王蝶数量的下降不能归咎于单一因素，而是显示了更大的系统性环境问题。
