这个星球上有着丰富多彩的生命，也就是我们今天经常提到的生物多样性。
卢梭说：“人类这一物种已老，可人始终还是幼稚。”
人类这个物种在几万年前逐渐从自然界中独立出来之后，一直在不断地从自然界中获取资源。人类与自然万物共存于同一个地球，互帮互助本无可厚非，但人类对资源肆无忌惮的索取，却在很多时候都忽视了生物多样性和生态稳定性的内在价值。

由夏威夷大学马诺阿分校带领的一项研究显示，自1500年以来，地球已经失去了所有200万个已知物种中的15万至26万个（7.5%至13%）。实际上，可能还有很多物种在人类尚不知道的情况下就已经灭绝了。我们需要认识到，地球仍然是一个几乎不被人们了解的星球，即便我们长久地居住、生活于此，即便我们从未停止过对它的探索。然而，上至太空，下至深海，人类所能真正知晓的不过九牛一毛。
如今，人类已经认识到生物多样性这种伟大的宝藏面临着消耗殆尽的风险，并且在时间上越来越近。那么，我们是要为了后代的福祉而停止这种破坏并开始有意识的保护，还是仅仅为了满足眼下的需求而继续改变地球？
如果我们选择了后者，地球或许将不可逆地进入一个新时代，一个除了人类以外，其他所有物种都为附属品的孤独时代。
如果我们选择前者，则必然要了解地球生存环境中的大部分物种。生态系统中的动物种群和植物种群并不仅仅是物种的集合，更是一个充满了交互作用的复杂系统。
一个生态系统往往是由上千种物种构成的，它们之间有着千丝万缕的联系，环环相扣。如果我们在不了解这些物种的情况下，就加以人工干预，结果可能是整个生态系统的覆灭。
海星

1962～1964年，华盛顿大学的生态学家Paine在华盛顿州Mukkaw海湾和加利福尼亚沿岸的岩石潮间带，进行了海洋生物群落的捕食关系及物种多样性研究。他发现，当人为地把担当捕食者角色的海星从群落中去除后，原为被捕食者的贻贝数量迅速增加，成功地占据了大部分领域，其空间占有率由60%增加到80%。但9个月后，贻贝又被个体小、生长快的牡蛎和藤壶所排挤。

底栖藻类、附生植物、软体动物由于缺乏适宜空间或食物而消失。有的食物链被更换，群落由l5个物种的系统降至8个物种，营养关系变得简单化。

这一实验表明，群落中单一物种对必要生存条件的垄断往往受到捕食者的阻止，这种阻止效率以及捕食者的数量影响着系统中的物种多样性。若捕食者缺失或实验性地移走，系统的多样性将降低。从这个意义上说，位于食物链上端的捕食者的存在，有利于保持群落的稳定性和高的物种多样性，群落中存在由上营养级至下营养级的控制机制。于是，在1966年，Paine首次明确提出了关键种思想，1969年，他又首次将“关键种”这一术语用于海洋群落，并把其概念定义为这样一类捕食者：它们“把被捕者的种群密度保持在资源限制水平以下，阻止被捕食物种因竞争而消失”。
自关键种的概念提出至今，便一直在质疑与肯定中发展着。随着生物多样性的状况愈加不容乐观，如何保护生物多样性逐渐成为了世人讨论的焦点，如何有效地降低生物多样性的丧失速率成为了保护生物学家们迫切需要解决的问题之一。鉴于关键种在生态系统功能过程中所起的作用，自然而然被认为是解决上述问题的途径之一，受到了广泛关注和讨论。虽然关键种在保护生物学中的局限性确实存在，且对于如何判断一个生态系统中关键种的存在以及进一步的确定也一直悬而未决，但其对生物多样性保护的意义仍然不容忽视。
关键种理论的重要思想之一，便是强调对生态过程起关键作用或具有特殊功能物种的保护。尽管它们可能不是大型的、吸引人的物种，也可能不是什么旗舰种或优势种，但却在保持生态系统结构和功能的稳定方面起着至关重要的作用。因此，要想实现对这样的关键种实施有效的保护，必须仔细研究其所在生态系统内生物与生物之间、生物与非生物之间的作用关系及强度。
目前，关键种的研究和发现主要集中在海洋和淡水生态系统。海面之下，它们的存在至关重要。

南极磷虾是南极生态系统中的关键物种

南极磷虾
南极磷虾是一种小型海洋浮游甲壳类动物，主要以硅藻和极小的浮游生物为食。迄今为止，在南极海域发现的南极磷虾主要有南极大磷虾、晶磷虾、冷磷虾、三刺磷虾、瓦氏磷虾、长额磷虾、长额樱磷虾和近樱磷虾8种。其中，南极大磷虾的数量和生物量都是最高的，仅此一种就足以供养以磷虾为食的所有鲸类、海豹和企鹅。
南极磷虾虽然体型较小，但数量众多，它们以群集方式生活在广袤的南极海域，能够延绵近百公里，聚集密度最高达到每立方米1万～3万只，可使大片水域呈浅褐色。

为什么说南极磷虾是南极生态系统中的关键物种？

南极磷虾
与其他各大洋相比，南大洋的生物种类较为贫乏，但生物量却很丰富。
一方面，南极磷虾以初级生产力（包括藻类、细菌等）和某些初级消费者（如桡足类等小型浮游动物）为主要摄食对象，一方面又为南极诸多顶级捕食者（如鲸、海豹、企鹅以及大型鱼类等）提供丰富的食物来源。如此，便构成了一个硅藻→磷虾→肉食性动物的南大洋简单食物链。
企鹅
居住在南极的动物都直接或间接以磷虾为食，据统计，阿德利企鹅约80%的食物来自于磷虾，巨大的须鲸和长须鲸每年要吃掉4000万吨磷虾。
另外，考虑到南极磷虾巨大的生物量，它在南大洋碳循环中也起着非常重要的作用。南大洋存在着一个强有力的二氧化碳调节器——“生物泵”。海洋上部的水体中存在着由数量庞大的浮游植物组成的“草原”，它们通过光合作用吸收溶解在海水中的无机碳，并将其以有机碳的形式固定在自己体内，在南大洋的食物链中，通过大大小小海洋动植物的摄食、排便、死亡等生命活动，形成大量的颗粒态有机碳向海底沉降，最终将碳埋藏在海底沉积物中。
南极磷虾
在这一过程中，随着上部水体中溶解无机碳含量的降低，大气中的二氧化碳会源源不断地补充到海水中，从而实现海洋对大气二氧化碳的吸收。作为南大洋食物链中的一个关键环节，南极磷虾是这一过程的重要参与者。有研究发现，南大洋浅水和深水中的下沉碳颗粒主要由磷虾粪便颗粒组成。南极磷虾通过摄食浮游植物并排泄出最后沉入到海底的含有碳和营养丰富的粪便颗粒，是碳循环的组成部分，是使海洋变得肥沃的铁和其他养分的主要贡献者。

为什么气候恶劣的南极海域能孕育出大量的磷虾？

南大洋有一股环绕南极大陆的寒流，它在向北流去时下沉；而来自太平洋、大西洋和印度洋的暖流在南下时遇到这股下沉的寒流，就形成了上升流。这股上升流含有丰富的营养物质，加之水暖，使得微生物大量繁殖，成为了南极磷虾摄食和栖息的理想场所。也正是因此，我们需要关注全球气候变化，因为在海水温度上升的情况下，这股上升流可能发生变化，进而影响到南极磷虾的繁衍和生存。

海獭被认为是保护海藻森林的关键物种

海獭
海獭生活在北太平洋的近岸水域中，主要以贝类、鲍鱼、海胆、螃蟹等为食，海藻林、海湾和入海口都是它们理想的栖息地。成年海獭拥有一身蓬松、覆盖着油脂的毛发，可以帮助它们在水中保持体温。所以海獭平时总会是花很长时间梳理、舔擦自己的皮毛，这种“梳妆”是为了自己的生存，如果皮毛脏乱，海水会直接浸透海獭的皮肤，身体热量会很快散失，很可能因体温过低而死亡。
不过，在更高纬度的寒冷水域中，浓密、厚实的皮毛可能并不足以抵御寒冷，而且海獭也不像其他大型海洋哺乳动物一样拥有厚厚的皮下脂肪，该怎么办呢？这就要提到海獭独特的御寒机制。研究发现，海獭的肌肉组织可以把新陈代谢产生的多数能量直接转化为热能，而非用于完成肌肉收缩等动作。令研究人员吃惊的是，无论是幼年还是成年，无论是野生还是圈养，海獭这种自身“发热”能力都很高，与运动程度基本无关。
海獭
为了产生足够的体温，海獭在休息时的代谢率比大多数体型相近的哺乳动物高出约三倍。因此，它们需要通过大量进食来补充燃料，每天需要吃掉至少相当于自身体重25%的食物才能维持身体的新陈代谢，海胆便是它们最爱的食物之一。
自然界的神奇就在于，无心塑造却自然有序。在加拿大海域，海獭喜食的蛤蜊会把自己埋在大叶藻草甸中。海獭为了吃到美食会用爪子把埋藏在草甸里的蛤蜊刨出来，这样的“翻找”动作会促进植物开花、结籽，也能为种子安居和萌发带来更多的空间和阳光。研究指出，在海獭种群长期稳定存续的地区，大叶藻的基因多样性比缺乏海獭地区要高出6%-30%。

海獭、海胆与海藻林
至于海獭和海胆之间的关系，则间接地影响了海藻林的生态平衡。海胆喜爱啃食海藻的根，没有根的海藻会死亡并被海水冲走。如果任海胆肆意啃食海藻，海胆数量快速增加，不出几年，大片大片的海底生态系统会退化，巨大的海底森林就会呈现出被称为“海胆荒漠”的荒漠化外表，海藻林几乎消失殆尽。这时，以海胆为食的海獭便显得意义重大，海胆以巨藻为食，海獭则捕食海胆，每只海獭平均每天能吃掉50只海胆。因此，海獭是海藻林生态系统中的关键物种，在控制相邻营养层级中物种数量的同时，还帮助维持海藻林生态系统的平衡和健康。
海胆
可目前它们的处境依旧不容乐观，世界自然保护联盟仍将海獭列为濒危物种。其实，在1741年商业捕猎开始以前，海獭的分布相当广泛，估计当时的数量约在15万至30万只之间。可它们致密的皮毛在人类看来十分珍贵，海獭因此遭到了大肆捕杀，19世纪末期，海獭因被过度捕猎近乎灭绝，这一变化也带来了灾难性的生态后果，至今仍影响着北太平洋巨藻的命运。在北加利福尼亚，已有90%的巨藻林被海胆吞噬殆尽，海洋生态学家们希望更多海獭能够尽快回归，控制海胆的数量，如此，巨藻才有机会得以喘息，继续生长壮大。

鲨鱼是西澳大利亚鲨鱼湾的关键物种

鲨鱼
关键物种是生态系统功能中发挥独特和关键作用的物种。相对于它们的数量来说，它们对环境的影响较大，因为它们在维持生物多样性方面起着关键作用。
目前有五种公认的关键种类型：关键捕食者、关键改造者、关键猎物、关键共生和关键宿主。
鲨鱼作为海洋中最凶猛的掠食者之一，是帮助控制食物链的顶级捕食者，所以从逻辑上讲他们是关键物种——在塑造其所在生态系统的功能方面发挥特别重要作用的物种。
然而，鲨鱼和其海洋栖息地很难研究，已知的500多种鲨鱼体型各异，捕食不同的动物，生活在不同的环境中。因此，长期以来，这一观点主要停留在理论层面。不过，在澳大利亚西部，有一个面积达23000平方千米的保护区，却是研究鲨鱼与环境互动的理想场所。鲨鱼湾是联合国教科文组织世界遗产，拥有健康的捕食者和猎物种群，以及茂密的温带海草草甸。虎鲨会季节性的来到鲨鱼湾，因此研究人员有机会观察其他动物在它们出现和消失时都作何反应。
鲨鱼
自1997年鲨鱼湾生态系统研究项目启动以来，研究人员一直在收集鲨鱼湾生态系统的数据。2012年发表的一项重要发现表明，虎鲨能将鲨鱼湾的食草动物吓跑，比如儒艮和海龟，并让它们进入热带海草草甸，而热带海草的碳吸收效率低于温带海草。之后的研究还发现，鲨鱼湾的虎鲨还能阻止食草动物扰乱温带海草下方充满碳的沉积物。海草是海牛、儒艮、海龟等物种的食物，通过控制它们的数量，鲨鱼湾的虎鲨有助于海草床的繁荣。而一平方英里欣欣向荣的海草中储存的二氧化碳是陆地上森林储存量的两倍多。
鲨鱼湾还为研究者研究鲨鱼如何使生态系统更能适应气候变化的影响提供了证据。2011年，澳大利亚西海岸发生了破纪录的海洋热浪事件，鲨鱼湾一处生物多样性丰富的大型海草床缩减了三分之一，鲨鱼湾变得更加脆弱。研究人员知道海草需要很长时间才能恢复，因此将其视为一个研究机会。他们把海湾的海草床划分成小块，模拟它们在有鲨鱼和没有鲨鱼的情况下如何变化。结果发现，未受到虎鲨保护的海草床最终濒临崩溃。与此同时，有鲨鱼存在的区域更加稳定，因为鲨鱼为海草提供了更多的恢复时间。
鲨鱼
在鲨鱼湾进行的种种研究表明，虎鲨是鲨鱼湾真正的关键物种，拥有健康的鲨鱼种群对生态系统的稳定非常重要，它们的存在有助于保护其所在的生态系统，但并不一定是作为捕食者，而是作为管理者。研究人员认为，随着生态系统受到越来越多的打击，我们更应该做的或许是培育完整的捕食者种群。

最后，让我们回到那个问题：

为什么不能走向只有人类的孤独时代？
因为功能完善、运行良好的生态系统是人类赖以生存发展的基础，因为我们依赖于大自然。没有某些种类的真菌，就不会有抗生素的诞生；没有森林来净化水源并且持续不断地提供洁净的水源，就不会有除了低产旱地作物之外的农业；没有野生植物和浮游生物，就没有足够的可供呼吸的空气。
而对生态系统至关重要的关键物种，则维持着整个系统的平衡。
有时一个关键物种消逝，生态系统就会开始退化、瓦解乃至坍塌。因此，保护单个物种的行动必须与恢复整个生态系统相结合。当然，仅保护关键种是不够的，尽管它在生态系统功能过程中发挥着重要作用，但生态学家认为，仅仅对关键种的保护不可能最终达到生物多样性保护的目的。过分强调关键种的作用可能导致生物保护上的错误认识，生物保护的核心应当是大尺度范围的保护生境的完整性。