南非城市与城郊入侵鼠类的营养生态位分化：稳定同位素揭示的适应性策略

《BMC Zoology》：Trophic niche of invasive murid rodents in urban and peri-urban areas in South Africa: insights from stable isotope analysis

本研究针对南非三种入侵鼠类（Rattus norvegicus、R. rattus、R. tanezumi）在城郊与城市环境中的营养生态位分化机制，通过稳定同位素分析（δ15N和δ13C）发现：栖息地类型显著影响鼠类食性广度，农业活动区鼠类营养生态位更宽，而城市鼠类食性受限；季节变化（夏季）和个体特征（性别、年龄）对生态位存在差异性调控。该研究为入侵鼠类的生态适应机制提供了关键证据，对制定差异化防控策略具有指导意义。

　　

在快速城市化的南非，三种入侵鼠类——褐家鼠（Rattus norvegicus）、黑家鼠（Rattus rattus）和亚洲家鼠（Rattus tanezumi）已成为威胁公共卫生、粮食安全和生物多样性的重要因素。这些啮齿动物在人类聚居区大量繁殖，尤其在高密度、基础设施薄弱的非正式定居点，其种群扩张与疾病传播、寄生虫滋生、农作物损害等问题紧密关联。尽管已有研究关注其分布与危害，但关于它们如何通过食性适应在不同环境中建立种群的机制仍不明确。特别是在物种共存条件下，营养生态位分化是否缓解竞争压力，成为理解入侵成功的关键。

为解答这一问题，Gordon V. Ringani团队在《BMC Zoology》发表研究，首次系统应用稳定同位素技术，揭示三种入侵鼠类在南非Gauteng省城市与城郊环境中的营养策略差异。研究聚焦于鼠类如何通过调整食性广度、响应季节变化和个体特征差异，实现资源利用最大化，从而在异质化人类景观中持续繁衍。

研究团队采用多维度技术路径：首先通过地理定位确定四种典型栖息地（城市高密度区Alexandra与Tembisa、农业活动为主的UP实验农场、小型农庄分布的Hammanskraal），利用历史样本库（2010–2012年采集）结合形态学年龄鉴定（按臼齿磨损分级）和分子遗传学（细胞色素b mtDNA测序）进行物种确认；继而选取毛发组织（整合长期食性信号）作为稳定同位素分析载体，通过元素分析-同位素比值质谱法（EA-IRMS）精确测定δ¹⁵N（指示营养级）和δ¹³C（区分食物来源）；最后采用标准椭圆面积（SEAc）量化生态位宽度，并通过方差分析和SIBER模型检验栖息地、季节、性别与年龄的交互效应。

物种分布与栖息地特征

三种鼠类呈现异域分布格局：褐家鼠集中于城市 township（Alexandra与Tembisa），黑家鼠栖息于UP实验农场，亚洲家鼠活跃于Hammanskraal小型农庄。这种空间隔离为比较不同生境下鼠类食性提供了自然实验条件。

栖息地主导营养生态位分化

稳定同位素值显示，农业活动区鼠类（黑家鼠与亚洲家鼠）的δ¹³C值差异显著：UP农场的黑家鼠δ¹³C偏正（-13.4‰±1.7），反映C4植物（如作物）为主食；而Hammanskraal的亚洲家鼠δ¹³C偏负（-17.7‰±3.1），依赖C3植物资源。城市褐家鼠的生态位最窄，暗示其高度依赖人类废弃物等有限食源。生态位面积比较进一步证实，农业环境鼠类（亚洲家鼠23.6 SEAc）资源利用广度显著高于城市鼠类（褐家鼠1.5–2.6 SEAc）。

季节与个体特征的调控作用

虽然季节未显著改变同位素均值，但夏季生态位扩张现象一致出现（如Tembisa褐家鼠夏季SEAc=2.6 vs. 秋季0.9），反映温暖期食物多样性增加促进食性泛化。性别与年龄效应呈现物种特异性：褐家鼠与黑家鼠雄性生态位更宽，而亚洲家鼠雌性更宽；幼鼠在Alexandra种群中显示δ¹⁵N富集（可能因哺乳期营养传递），且生态位宽于成体，暗示生长阶段食性可塑性。

生态位重叠与竞争缓解机制

尽管物种间存在生态位差异（如黑家鼠δ¹⁵N显著富集，提示更高营养级），但异域分布限制直接竞争分析。同位素双标图显示种群间分散明显，支持栖息地过滤主导资源分配。

本研究通过稳定同位素视角，证实入侵鼠类的营养策略具有高度环境依赖性：农业景观提供多样食源，促使鼠类拓展生态位；城市环境则压缩其食性范围，形成特化策略。季节性与个体差异进一步微调资源利用模式，彰显物种适应弹性。然而，异域采样与基线食源数据缺失限制了对种间互作的深入解析。未来需结合长期监测与分子食性分析（如DNA宏条形码），在共域种群中验证生态位分区假设。研究结果不仅深化了对入侵物种适应性机制的理解，更为差异化防控策略（如针对农业区鼠类拓宽诱饵谱）提供了科学依据，对全球城市化进程中的生物入侵治理具有启示意义。