化石同位素揭示：加勒比海珊瑚礁的生物食物链正在简化

珊瑚礁是低纬度地区最重要的海洋生态系统之一，为至少25%的海洋物种提供栖息地，约10亿人依赖其维持健康、获取风暴防护和营养。但受气候变化、富营养化、过度捕捞和疾病影响，全球珊瑚覆盖率下降，加勒比海自20世纪70年代石珊瑚覆盖率已降50%，生态系统从珊瑚主导转为藻类主导。

营养多样性是珊瑚礁生物多样性和恢复力的关键，指群落内摄食角色的范围与特化程度。礁区鱼类功能多样，即便泛食性鱼类也存在种内猎物特化，这些营养相互作用支撑了生态系统的生物多样性和生产力。然而，人类活动对珊瑚礁鱼类食性的影响尚不明确，因过度捕捞等许多影响早于现代记录，重建人类出现前的营养结构对了解能量流动变化至关重要。

稳定同位素是研究营养结构的重要工具，新方法能分析化石骨骼中有机氮同位素。鱼耳石（内耳石）含少量有机物，其氮同位素（δ15Noto）可反映食性。研究团队分析了巴拿马和多米尼加共和国7000年前（中全新世）及现代的鱼耳石与珊瑚，聚焦虾虎鱼、天竺鲷、银汉鱼和石鲈等猎物鱼类。

结果显示，中全新世与现代的基础氮同位素（δ15Nbase）无显著变化，确保了营养级比较的可靠性。化石鱼类δ15N数据符合预期营养级：石鲈和天竺鲷营养级较高，虾虎鱼最低。现代高营养级鱼类（如多米尼加的石鲈、天竺鲷）营养级下降，低营养级鱼类（如巴拿马虾虎鱼）营养级上升或不变。

群落层面，现代礁区平均营养级（MTL）稳定，但丰度加权MTL在巴拿马上升、多米尼加下降。更关键的是，鱼类同位素生态位宽度（反映食性多样性）显著降低，现代礁区各鱼类科的生态位宽度比史前减少19%-69%，表明个体食性特化减弱，鱼类食性更趋同质化。

现代礁区食物链长度（FCL）比中全新世缩短约40%，能量流动路径简化。这可能与栖息地破碎化、捕食者减少等有关，如红树林损失和过度捕捞使多米尼加的变化更显著。小型猎物鱼（如虾虎鱼）占礁区鱼类消耗的80%，其食性变化会影响整个食物网能量供应。

研究表明，现代加勒比珊瑚礁营养结构简化，食物链缩短、食性特化降低，这削弱了生态系统缓冲能力，增加了崩溃风险。