世界上的蚯蚓
图 1。世界上已经描述了大约7000种蚯蚓，它们的外观差异非常显著。(a) 沙蚕蚓是一种常见的蚯蚓，通常在法国和西班牙被发现（照片由伊尼戈·维尔托拍摄）。(b) 正蚓，主要分布在阿尔卑斯山和东欧地区（照片由迈克尔·斯恩旺达拍摄）。
图 2。（蚯蚓种类的数目）基于我们的模型创建的全球蚯蚓物种数量图。共有180位研究人员提供了来自9000多项调查的数据。这些调查数据与关于环境的数据（如pH值）结合在一起，以便我们能够预测全球各个地区的蚯蚓物种数量——即使是在没有进行过调查的地区。通常，任何一个地方的蚯蚓物种数量在1种（深紫色区域）到4种（亮黄色区域）之间变化，在温带地区，如欧洲，拥有最高数量的蚯蚓物种（显示为黄色区域）。
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海伦·菲利普斯 1,2,3*, 艾琳·卡梅伦 3 , 尼科·艾森豪尔1,2
1 交互生态学实验室，德国综合生物多样性研究中心，哈雷-耶拿-莱比锡，莱比锡，德国
2 莱比锡大学生物学研究所，莱比锡，德国
3 圣玛丽大学环境科学系，哈利法克斯，新斯科舍省，加拿大
几十年来，科学家们已经知道地球上物种数量最多的地方。因此，他们制作了显示这些物种的世界地图。对于大多数陆地生物来说，热带地区的生物数量最多，且物种数量随两极地区而逐渐减少。然而，我们还不了解土壤生物的全球分布模式。我们决定制作全球蚯蚓物种丰富度的地图。蚯蚓对人类有许多益处，例如搬运土壤并提高土壤质量，从而增加粮食的产量。如果我们想保护蚯蚓及其提供的服务，制作蚯蚓的全球地图是非常重要的，这有助于我们了解它们在哪里生活以及为什么。
绘制世界动物地图
地球上大约有1.5亿平方公里的土地，这是一个极为广阔的领域。在如此巨大的土地上，我们如何知道动物的分布和数量呢？为什么我们要了解全球动物的数量和它们的栖息地呢？举个例子，我们可能想知道在哪里建立自然保护区能够保护最多的物种。或者，我们可能只是想了解动物和植物种群的整体分布模式，以及这种模式在不同物种之间是否存在相似性。例如，热带雨林以多样的鸟类而闻名，但其他类型的动物分布是否也与鸟类相似呢？
为了了解动物的数量，人们（科学家和非科学家）通常会做调查。调查是指使用适合特定物种的技术对物种的数量（或个体数）进行计数。比如，如果我们要调查某个特定区域蝴蝶的数量，我们可能会用手持式的网，并采取统一的方法在特定时间内捕捉尽可能多的蝴蝶。然而，进行调查需要时间和大量资金投入，而且我们永远无法对全世界的每个地方进行全面调查。那么，我们如何知道全球的动物数量呢？
我们可以通过数学来估算！我们可以使用科学家称为统计模型的方法，或者简化为“模型”。几十年来，科学家们一直在开发模型，用来估算全球的鸟类、植物和其他陆地物种的数量。然而，遗憾的是，从未使用这种方法来计算我们脚下土壤中的生物数量。因此，我们决定创建一个模型，专门用于估算蚯蚓的数量。蚯蚓是一种非常特别的生物，它为人类提供了许多重要的生态系统服务。蚯蚓能帮助分解落叶，促进营养物质回归土壤，从而有助于作物生长，还有助于维持我们所需的气候。此外，作为土壤生物，蚯蚓非常适合调查，因为它们是可见的！而且，关于蚯蚓，已经积累了大量的研究数据。
我们怎么来了解蚯蚓的全球模式？
为了建立一个模型来估算全球蚯蚓的数量[2]，我们特别需要关于蚯蚓的详细信息。这些信息主要来自于通过调查收集的蚯蚓种类数据。虽然不可能调查地球上的每个地方，但我们希望尽可能在全球范围内进行更多的调查。因此，我们联系了许多蚯蚓学家，让他们将调查数据提供给我们。这些科学家要么是我们认识的蚯蚓研究者，要么是已经在科学期刊上发布过调查结果的专家。我们相信这些数据的可靠性，特别是那些已经经过同行评审并正式发表的研究数据。这些调查通常采用略有不同的方法，但大多数科学家都使用相似的技术：他们会在地面上挖一个小洞，搜索土壤中的蚯蚓，并统计他们找到的蚯蚓种类和数量。总体来 说，我们从全球180名研究人员那里收集了数据，涉及超过9000份蚯蚓调查数据。这些数据为我们建立全球蚯蚓物种丰富度的模型提供了基 础。
在科学家的调查中，他们发现统计的蚯蚓种类和数量差异很大，一些调查中完全没有发现蚯蚓物种，然而另一些调查中发现了多达12种蚯蚓物种。为了更准确地建立模型，我们还需要了解每个调查地点的环境因素，如气候（例如温度和降水量）和土壤条件（例如pH值），这些数据可以从免费的数据库中获得。
模型的基本原理是通过特定的因素（例如气候或土壤pH值）来估算某个地区的蚯蚓物种数量。为了更好地理解这个模型是如何运作的，想象一下：我们调查了许多海滩，并询问冰淇淋销售商他们卖出了多少个冰淇淋甜筒。然后，我们收集了每个海滩的平均温度信息。基于这些数据，我们可以创建一个模型，展示温度是如何影响每个海滩销售的冰淇淋甜筒数量。可以预见，随着温度的升高，冰淇淋的销量也会增加。通过这个模型，我们能够估算出在任何特定温度下，海滩上可能会卖出的冰淇淋甜筒数量，这样即使我们无法直接调查某个海滩的实际销售情况，我们也能有一个大致的估计。同样地，我们可以将这个方法应用到蚯蚓的研究中。我们可以观察在不同环境因素（例如温度）下，蚯蚓物种数量是如何变化的。
我们的蚯蚓模型包含了许多关于环境的细节，共计12个不同的方面。这些环境细节涵盖了土壤特征、地面覆盖的植被类型以及气候条件等多个方面。尽管这些环境因素复杂多样，但模型的基本原理保持不变，即通过这些环境变量来估算某个地区的蚯蚓物种种类和数量。利用该模型，我们能够估算全球范围内所有地点的蚯蚓种类分布，并据此绘制了一张全球蚯蚓物种丰富度地图（图2）。
关于蚯蚓我们的发现
正如我们在本文开头提到的，我们通常认为热带地区的物种数量最多。因为一般来说，温暖的地方往往会有更多的物种。然而，我们的地图显示，蚯蚓的分布情况并非如此。我们的模型表明，当在热带地区和温带地区进行调查时，发现温带地区的蚯蚓种类更多。
为什么会出现这种情况呢？其实，环境的许多因素决定了调查中发现的蚯蚓种类和数量。虽然土壤条件很重要，但我们发现，气候因素（如温度和降雨量）是影响物种数量的最关键因素。由于蚯蚓喜欢在潮湿、温暖的环境中生活，因此温带地区提供了更适合它们生存的条件。在这些理想的环境条件下，蚯蚓种类较多。只要环境条件不是极端的——比如太干燥、太湿润、太热或太冷——蚯蚓就有可能出现在这些地方。实际上，某些种类的蚯蚓可能更偏好与大多数其他蚯蚓不同的环境条件。另一方面，也有一些蚯蚓种类能够适应较不理想的环境，例如，某些地区的蚯蚓种类可能因竞争食物的物种较少而得以生存。不过，科学家仍在研究该领域。
蚯蚓模型提高蚯蚓保护工作
蚯蚓对人类所需的许多生态系统服务至关重要，例如增加粮食产量。通过我们构建的模型中获得的新知识，我们希望科学家和自然保护主义者在考虑建立自然保护区时，能把蚯蚓纳入考虑。通常，自然保护区是根据植物或其他地上生物的种类和数量来设立的。然而，由于大量蚯蚓物种并不分布在热带地区（与许多陆地植物和动物不同），我们需要将蚯蚓和其他土壤生物单独考虑，并有可能专门为它们设立自然保护区。
此外，正如我们发现气候是影响蚯蚓数量的主要环境因素，气候变化的现状让人感到担忧。我们未来的研究将着重于探究气候变化对蚯蚓数量的影响，因为某些物种可能对气候变化作出积极反应，而另一些则可能受到负面影响。我们需要深入了解气候变化如何影响蚯蚓及其他土壤生物，以便为未来保护这些重要生物做好准备。
词汇表
调查：使用适合该物种的技术来计算物种的数量（或存在的个体数量）。
自然保护区：自然保护区动物、植物和环境受到保护的地区。
统计模型：使用已知因素（如温度）来预测我们可能无法测量的因素（如蚯蚓种类的数量）的过程。
生态系统服务：由自然环境和其中的生物提供给人类的利益。生态系统服务可以包括增加粮食产量，分解落叶，帮助保持我们需要的气候。
pH值：用来表示某种物质的酸性（柠檬汁是酸性的）或碱性（小苏打是碱性的）的刻度。
温带地区：地球的中纬度地区，介于热带和极地之间。与热带气候相比，温带地区通常有更明显的季节（春、夏、秋、冬）。
文章原始来源
Phillips, H. R. P., Guerra, C. A., Bartz,M. L. C., Briones,M. J. I., Brown, G., Crowther, T. W., et al. 2019. Global distribution of earthworm diversity. Science 366:480–5. doi: 10.1101/587394
参考文献
[1] Orgiazzi, A., Bardgett, R. D., Barrios, E., Behan-Pelletier, V., Briones, M. J. I., Chotte, J. L., et al. 2016. Global Soil Biodiversity Atlas. Luxembourg: Publications Office of the European Union. doi: 10.2788/2613
[2] Phillips, H. R. P., Guerra, C. A., Bartz, M. L. C., Briones, M. J. I., Brown, G., Crowther, T. W., et al. 2019. Global distribution of earthworm diversity. Science 366:480–5. doi: 10.1101/587394
编辑：维沙尔·沙阿，西切斯特大学，美国
引用: Phillips HRP, Cameron EK and Eisenhauer N (2021) Earthworms of the World. Front. Young Minds 9:547660. doi: 10.3389/frym.2021.547660
利益冲突: 作者声明本研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。
版权所有@ 2021 菲利普斯，卡梅隆和艾森豪尔。这是一篇基于知识共享署名许可（CC BY）条款下的开放获取文章。允许在其他论坛上使用、分发或复制，但必须注明原作者和版权所有人的姓名，并根据公认的学术惯例引用本期刊的原始出版物。不符合这些规定的，不得使用、分发或复制。
年轻的评论家
ANNA-MARIE(安娜·玛丽)，16岁
我最喜欢的科目是生物，我喜欢仿生学。未来我想研究新材料和新物质。我对宇宙的奥秘很好奇，有太多的东西有待发现。
KAYTLIN (凯特琳)，14岁
我是一名喜欢旅行和探索不同文化和事物的高一学生。在我的空闲时间，我喜欢阅读，练习武术，自学日语，或者通过写故事、画画或拍照来释放我的创造力。
作者
HELEN R. P. PHILLIPS (海伦·R·P·菲利普斯)
海伦一直喜欢动物，但她从来没有在野外工作过。在学习生态学的过程中，她逐渐意识到自己对使用大型数据集和从事基于计算机的工作（如编程）更感兴趣。从那时起，海伦便专注于收集全球生物多样性数据，并利用这些数据来研究世界各地的生物多样性以及人类活动如何影响生物多样性。最近，她的工作涉及蚯蚓和其他土壤生物多样性。不工作的时候，海伦喜欢玩电脑、棋盘游戏、缝纫、制作音乐和她的宠物兔子玩。邮箱：helen.phillipsasmu.ca
ERIN K. CAMERON (艾琳·k·卡梅伦)
艾琳小时候喜欢在户外玩耍，她热爱科学，但她从未想过要成为生物学家。后来，她开始研究人类活动如何影响黄莺，并发现这个领域非常有趣。接着，她开始研究土壤生物，意识到人们对它们知之甚少，因此决定学习生态学。现在，她专注于研究人类活动对土壤生物多样性和生态系统功能的影响。业余时间，她喜欢越野滑雪、骑自行车和划皮划艇。
NICO EISENHAUER (尼科·艾森华尔)
尼科从小就对大自然充满兴趣，他喜欢挖蚯蚓、捕捉青蛙和鱼，并帮助蜥蜴度过冬天。他一直被自然的美丽吸引，并对为什么特定的植物或动物物种只出现在某些地方而不在其他地方感到好奇。在学习生物学的过程中，他对蚯蚓及其在生态系统中的重要作用产生了浓厚的兴趣。工作之外，尼科喜欢踢足球、打羽毛球、跑步，并和家人朋友共度时光。
资助（翻译）
土壤生物多样性翻译小组感谢德国研究基金会（DFG FZT 118,202548816）资助的德国哈雷-耶纳-莱比锡综合生物多样性研究中心（iDiv）的支持。
引文（翻译）
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推荐引用格式: Phillips HRP, Cameron EK and Eisenhauer N (2025) Earthworms of the World (Chinese translation: Simin Li). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. Originally published in 2021, doi: 10.3389/frym.2021.547660
