森林覆盖度与性别对巴西大西洋森林蜘蛛狩猎蜂翅膀形态的影响：景观结构驱动的形态适应性研究

本研究通过几何形态测量学方法，探讨巴西大西洋森林景观结构（森林覆盖度、边缘密度、异质性和连通性）对蜘蛛狩猎蜂Trypoxylon lactitarse翅膀形态的性别特异性影响。研究发现雌蜂翅膀形状（而非大小）对森林覆盖度变化敏感，在高森林覆盖区呈现更狭长的翅型，暗示其飞行效率与生态功能对生境破碎化的响应机制，为昆虫形态可塑性及生物多样性保护提供了重要见解。

　　

引言

生境丧失和破碎化是全球生物多样性下降的主要驱动因素，不仅威胁物种存续，更通过改变形态性状（如翅膀结构）间接影响种群生态功能。昆虫翅膀形态作为飞行效率、觅食和扩散能力的关键指标，对环境压力具有高度敏感性。本研究以巴西大西洋森林独居蜂类Trypoxylon lactitarse为模型，探究景观结构对其翅膀大小和形状的影响，特别关注森林覆盖度、边缘密度、景观异质性和结构连通性的作用。

材料与方法

研究区域与样本采集

研究在巴西圣保罗州坎塔雷拉-曼蒂凯拉走廊（大西洋森林生物群落）开展，采用陷阱巢法于2022-2023年间在16个景观点（1公里半径缓冲区）收集314只T. lactitarse个体（雌蜂160只，雄蜂154只）。通过移除右前翅并利用立体显微镜拍摄翅脉结构，选取11个解剖标志点进行几何形态测量学分析。

景观指标量化

基于MapBiomas土地覆盖数据（30米分辨率），计算每个景观的四大指标：森林覆盖百分比（反映生境可用性）、结构连通性（表征森林植被 cohesion）、边缘密度（指示破碎化程度）及景观异质性（描述土地利用多样性）。森林覆盖度变幅为4.04%-69.77%，边缘密度达3291-32851 m/ha，覆盖了从高度破碎到保存较好的生境梯度。

形态测量与统计分析

翅膀大小以 centroid size（标志点至翅中心的距离平方和平方根）衡量，形状则通过普氏叠加分析（Procrustes superimposition）去除尺寸、位置和旋转效应后获取坐标数据。采用多元方差分析（MANOVA）评估性别、翅膀大小和景观指标对形状变异的贡献，继而通过广义线性混合模型（GLMM）分性别检验各景观指标与翅膀形状/大小的关联，并利用典型变量分析（CVA）可视化形状变化趋势。

结果

翅膀形状的景观驱动效应

MANOVA显示翅膀大小（Wilks' λ=0.23, p<0.01）和性别（Wilks' λ=0.52, p<0.01）对形状有极显著影响，景观指标整体效应显著（Wilks' λ=0.91, p=0.01），且存在性别与景观的交互作用（p=0.03）。GLMM进一步揭示仅雌蜂翅膀形状与森林覆盖度显著相关（估计值=-8.54×10^-5, p=0.03），雄蜂无显著响应。CVA结果表明，随着森林覆盖度增加，雌蜂翅膀趋向狭长化（翅脉R、Rs延长，2r、Rs+M缩短），而雄蜂翅形变化表现为翅宽增加与翅室结构重组。

翅膀大小的稳定性

所有景观指标对雌雄蜂翅膀大小均无显著影响（p>0.25），表明翅膀尺寸对生境结构变化不敏感，而形状更具可塑性。

讨论

本研究首次在独居蜂类中证实翅膀形状的性别特异性景观响应机制。雌蜂在高森林覆盖生境中发育出更狭长的翅膀，符合空气动力学优化原理（降低阻力、提升升力），利于长距离觅食和巢穴资源探索。这种形态适应可能缓解生境破碎化对繁殖成功的压力，因为雌蜂承担筑巢、捕猎（蜘蛛）及后代抚育的全部职责。相反，雄蜂翅膀形状可能更多受性选择（如守卫巢穴、求偶行为）驱动，而非生态压力。

与鳞翅目（如Pararge aegeria）和蜜蜂（如Bombus、Euglossa）的研究一致，翅膀形状比大小更能反映环境胁迫。幼虫期营养供给（蜘蛛猎物可获得性）与微气候波动可能通过发育可塑性诱导翅形变异，进而影响成虫飞行性能与种群持久性。森林覆盖度作为景观尺度指标，综合体现了资源丰度与生境质量，对雌蜂功能性状具有筛选作用。

最终结论

T. lactitarse雌蜂翅膀形状对森林覆盖度的敏感性揭示了生境破碎化对昆虫生态功能的潜在影响。保护森林覆盖不仅关乎物种存续，更通过维持形态多样性支撑生态系统功能（如生物防治与传粉）。未来研究需结合飞行行为观测与基因流分析，深入解析形态适应对种群动态的长期效应。