北半球木本植物鳞翅目与膜翅目幼虫取食生态功能群数据集：InsectGUILD的构建与应用

本研究针对北半球木本植物与植食性昆虫互作数据碎片化问题，由西班牙塞维利亚大学、爱沙尼亚生命科学大学和意大利的里雅斯特大学团队联合构建了InsectGUILD数据集。该研究整合4,927种鳞翅目（Lepidoptera）和膜翅目（Hymenoptera）幼虫的取食功能群（feeding guild）、寄主专一性（host plant specialisation）和化性（voltinism）等关键性状，通过非度量多维标度（NMDS）和原型分析（archetypal analysis）揭示了取食策略的三维权衡空间，为解析植物-昆虫互作与 abiotic stress tolerance（STS）模型的关联提供了重要数据基础。

　　

在陆地生态系统中，植食性昆虫与植物的相互作用是能量流动和物质循环的关键驱动力。鳞翅目和膜翅目幼虫作为最丰富的植食性类群之一，其取食策略直接影响植物的光合作用、繁殖和水分运输等功能。然而，现有数据存在地理局限性、术语不统一等问题，尤其缺乏与北半球优势木本植物的系统关联。这一数据缺口严重制约了植物抗逆性（STS模型）与昆虫取食策略的协同演化研究。

为解决这一问题，Andrea Cerdeira-Pérez等跨国团队构建了InsectGUILD数据集，收录了4,818种鳞翅目和109种膜翅目幼虫的生态性状。研究通过非度量多维标度（NMDS）和模糊聚类（fuzzy clustering）量化了取食策略的连续变异空间，发现其受三个原型策略（archetypes）约束：外部取食者（如叶咀嚼者leaf chewers）、内部取食者（如叶潜蝇leaf miners）和繁殖器官取食者（如果食者fruit feeders）。该成果发表于《Scientific Data》，为生态互作研究提供了标准化数据平台。

研究采用多源数据整合方法，从GBIF（Global Biodiversity Information Facility）等11.5%的在线数据库、35.5%的野外指南和53.2%的文献中提取性状数据。通过原型分析确定取食策略的权衡边界，并结合NMDS坐标和模糊聚类实现物种功能群的连续分类。

数据记录与分类
数据集覆盖北半球645种木本植物的植食性昆虫，完整收录取食生态位（feeding niche）和寄主专一性数据，化性数据完整度达54%。通过GBIF名称校验工具标准化物种命名，排除260条存疑记录。

取食功能群定量框架
NMDS第一轴分离外部（exophytic）与内部（endophytic）取食者，第二轴反映繁殖组织与叶组织的取食分化。三原型模型（RSS=0.003）显示：A1原型以叶咀嚼者为主，A2原型为种子/果实取食者，A3原型为叶潜蝇。四原型模型进一步区分出茎干蛀虫（bark borers）的独立策略。

功能群连续分类
模糊聚类将72%物种归为外部取食集群（cluster 1），9%为内部繁殖器官取食集群（cluster 2），18%为叶潜蝇集群（cluster 3）。这种连续分类突破了传统离散功能群的局限。

该研究首次系统量化了植食性昆虫的取食策略空间，揭示营养不平衡组织（如木质部xylem）的取食依赖昆虫-微生物共生（symbiosis）。数据集填补了STS模型与防御维度（defense dimension）整合的数据缺口，为Winemiller生态位多维理论提供了实证支持。未来可结合基因组学深入解析取食策略的演化机制。