五种滨鸟幼体南迁期间自由取食条件下的物种特异性体重增加速率研究

《Journal of Ornithology》：The species-specific rate of mass gain in juvenile waders during southward migration under ad libitum feeding conditions

本刊推荐：为探究不同迁徙策略滨鸟的能量积累差异，研究人员在可控饲养条件下对比五种滨鸟幼体的体重增加速率。结果发现长途内陆迁徙物种（弯嘴滨鹬）获得最高增重速率（58.4% LBM），而短途沿海物种（普通环颈鸻）最低（29.5% LBM），揭示迁徙策略与能量积累的遗传适应性关联。

　　

每当秋意渐浓，成千上万的滨鸟便会开启漫长的南迁之旅。这些候鸟在迁徙途中需要精准计算能量消耗与补给，而它们选择的栖息地偏好和迁徙路线，往往与能量储存和消耗策略密切相关。尤其令人惊奇的是，不同种类的滨鸟即使面对相同的食物条件，也会表现出截然不同的能量积累效率，这背后究竟隐藏着怎样的进化密码？

为了解开这个谜题，格但斯克大学的研究团队在《Journal of Ornithology》上发表了一项创新性研究。他们注意到，采用不同迁徙策略和路线的滨鸟物种可能具有独特的能量需求。长途迁徙者需要储备更多能量以应对连续飞行，而短途迁徙者则可以采用更为灵活的停歇策略。然而，在自然环境中，食物供应、竞争压力等外部因素往往掩盖了物种本身固有的能量积累特性。

研究团队设计了一个巧妙的实验，他们在可控室内环境中为五类滨鸟幼鸟提供无限量食物，包括弯嘴滨鹬（Calidris ferruginea）、红腹滨鹬（Calidris canutus）、普通环颈鸻（Charadrius hiaticula）、红脚鹬（Tringa totanus）和黑腹滨鹬（Calidris alpina）。这些物种代表了从短距离到长距离、从沿海到内陆的多种迁徙策略。特别重要的是，实验对象都是首次迁徙的幼鸟，这排除了经验因素的影响，更能揭示遗传决定的生理特性。

在为期四天的实验核心阶段，研究人员每天精确测量每只鸟的体重变化，并采用线性混合模型（LMMRM）分析数据。这种方法能够充分考虑个体差异和时间变化的复杂性，确保结果可靠。

研究结果显示，不同物种间的体重增加速率存在显著差异。弯嘴滨鹬表现最为突出，其体重增加速率显著高于其他物种，最终获得了58.4%的瘦体重（LBM）增长。红脚鹬紧随其后，增重达50.1%。而黑腹滨鹬和红腹滨鹬的增重幅度相近，约为41%。表现最为保守的是普通环颈鸻，仅增重29.5%。

这些差异与各物种的迁徙习性高度吻合。弯嘴滨鹬是典型的长距离迁徙者，需要跨越数千公里到达非洲越冬地，它们采用"跳跃"策略，依赖少数几个重要停歇地进行快速能量补充。红脚鹬虽然也是长途迁徙者，但实验中的中等表现可能反映了研究中混合了不同亚种（C. c. canutus和C. c. islandica），它们的迁徙距离和策略有所不同。

普通环颈鸻作为短距离迁徙者，采用"跳跃"策略，沿途停歇点较多，不需要快速积累大量能量储备。这种适中的能量积累策略在可预测的沿海环境中更为经济，因为过度的能量储备会增加停歇期间的基础代谢成本。

研究方法方面，团队在波兰波罗的海沿岸捕获首次迁徙的幼鸟，通过视觉脂肪评分（八级评分系统）筛选低脂肪个体，在标准化饲养环境中进行实验。使用黄粉虫幼虫作为高质量食物源，通过24小时视频监控确保无竞争取食。采用重复测量线性混合模型（LMMRM）分析四天指数增长期的体重变化，使用Satterthwaite法计算自由度，并通过对比分析和Tukey检验进行组间比较。

体重增加速率分析

通过线性混合模型发现物种和实验天数对体重增加速率有显著影响（边际R²=0.786，条件R²=0.908）。弯嘴滨鹬的增重速率显著高于红脚鹬（p=0.041）和其他三种物种（p<0.001），而普通环颈鸻的增重速率显著低于其他物种。

最终体重增加比较

四天实验结束后，各物种的最终增重幅度差异显著（ANOVA，F_4,133=28.19，p<0.001）。弯嘴滨鹬和红脚鹬的增重幅度最大，黑腹滨鹬和红腹滨鹬居中，普通环颈鸻最低。

讨论部分指出，滨鸟的迁徙策略存在从沿海到内陆的连续梯度。内陆迁徙者如弯嘴滨鹬和红脚鹬需要应对更不稳定的栖息环境，因此进化出了快速积累能量的能力。而沿海物种如普通环颈鸻则可以采用更为保守的能量管理策略。

这项研究首次在可控条件下系统揭示了不同迁徙策略滨鸟的固有能量积累特性。结果表明，即使在理想食物条件下，物种间仍存在显著的体重增加差异，这很可能是长期进化过程中形成的遗传适应性。这些发现为了解候鸟迁徙策略的进化机制提供了重要见解，对保护生物学和栖息地管理具有指导意义。

随着湿地栖息地的持续丧失和碎片化，理解候鸟的能量需求和行为适应性变得尤为重要。这项研究提醒我们，保护行动需要考虑不同物种独特的迁徙策略和能量需求，才能更有效地维护候鸟迁徙路线的完整性。