生态分化与体型差异使得亲缘关系密切的半树栖步甲（鞘翅目：花萤科）能够共存

《Ecology and Evolution》：Ecological Partitioning and Body Size Differentiation Enable Coexistence of Closely Related Semi-Arboreal Therates Tiger Beetles (Coleoptera: Cicindelidae)

本研究通过形态学分析（体长和颚长）、时空分布及取食基质偏好，揭示菲律宾Mindanao岛半树栖虎甲虫六种近缘物种共存机制。结果表明：共存物种间存在显著体型和颚长分化（颚长比例1.28-1.53），符合资源分配假说；时空活动存在错位，取食叶片尺寸与体长负相关；形态分化与生态位分化共同驱动物种共存，其中T.fulvipennis bidentatus与三种近缘种形成特征位移，但T.coracinus coracinus未观察到此现象。研究为热带生态系统物种共存提供新证据。

　　在生态学领域，理解生态相似物种如何共存一直是核心问题之一。这种现象不仅揭示了自然界的复杂性，也为生物多样性和生态稳定性提供了关键线索。本研究聚焦于菲律宾热带地区的一种特殊现象，即在复杂森林环境中，一些半树栖的虎甲虫（Therates属）如何通过多种生态机制实现共存。通过对形态差异、活动时间、海拔分布以及捕食底物偏好的综合分析，我们发现这些物种之间存在显著的生态分化，从而减少了竞争，维持了它们的共存。这一发现不仅深化了我们对虎甲虫生态适应机制的理解，也为热带生态系统中生物多样性的保护提供了重要参考。

虎甲虫作为典型的视觉捕食者，其生态角色在不同环境中具有高度的适应性。它们通常在开阔的沙地或裸露的土壤上捕猎，但半树栖虎甲虫则选择在森林下层的叶片上活动。这种生态位的差异使得它们能够在资源竞争激烈的环境中共存。通过研究其形态特征和捕食行为，我们可以更深入地理解它们如何适应不同的环境条件。例如，身体大小和颚部长度的差异直接影响了它们的捕食策略和资源利用方式，这可能是减少种间竞争的关键因素之一。

在本研究中，我们调查了40个采样点，收集了1065只虎甲虫样本，其中包括6个物种。研究发现，有18个采样点存在两个物种的共存现象，而其他22个点则仅观察到单一物种。其中，共有四个半树栖虎甲虫物种对被记录为共存。通过比较这些共存物种的形态差异，我们发现较大的物种通常选择较大的叶片作为捕食底物。这一结果表明，形态差异可能是资源分化的重要手段，从而降低了种间竞争。

在分析过程中，我们采用了一系列生态学方法，包括对活动时间、海拔分布、形态测量和捕食底物参数的测量。这些数据不仅揭示了物种间的生态位分化，还支持了生态位分化假说。通过对共存和非共存种群的比较，我们进一步探讨了生态位分化在种群分化中的作用。例如，在T. fulvipennis bidentatus和T. coracinus coracinus的种群中，共存种群的个体体型与非共存种群存在显著差异，这可能反映了资源竞争所驱动的形态分化。

研究还揭示了形态分化在不同物种间的差异。通过对颚部长度和身体大小的分析，我们发现这些物种之间存在显著的形态分化，尤其是在捕食底物选择上。例如，某些共存物种对表现出更明显的正向异速生长（mandible length growing disproportionately faster than body length），而另一些则接近等速生长（isometry）。这种异速生长的差异表明，不同物种在面对资源竞争时，可能采取了不同的进化策略，以优化其捕食效率和生存能力。

此外，我们还探讨了不同物种对捕食底物的偏好是否与它们的形态特征有关。通过主成分分析（PCA）和PERMANOVA方法，我们发现捕食底物的形态特征（如叶片面积和长宽比）在不同物种之间存在显著差异。这些差异不仅影响了它们的捕食策略，还可能改变了它们的生态位。例如，较大的物种倾向于选择较大的叶片，这可能与它们捕食较大的猎物有关，而较小的物种则可能在较小的叶片上更为活跃。

研究还发现，某些物种在共存和非共存环境中的体型存在显著变化。例如，在T. fulvipennis bidentatus中，共存种群的个体体型明显大于非共存种群，这可能反映了资源竞争所导致的形态分化。相反，在T. coracinus coracinus中，共存种群的个体体型较小，这可能表明它们在共存环境中采取了不同的生存策略，例如通过更小的体型来减少竞争或适应特定的捕食需求。

在分析这些数据时，我们还发现了一些有趣的生态模式。例如，某些物种对的共存模式与海拔分布密切相关，其中一些物种更倾向于在中等海拔区域活动，而另一些则主要出现在低海拔或高海拔区域。这种分布模式可能与它们对微气候的适应性有关，也可能反映了不同物种在生态位上的分化。通过这些发现，我们能够更好地理解虎甲虫在热带森林中的生态角色，以及它们如何通过不同的生态策略维持共存。

本研究还强调了对热带生态系统中生物多样性的深入研究的重要性。虽然虎甲虫在温带地区的研究较为丰富，但热带地区的相关研究仍然有限。通过本研究，我们填补了这一知识空白，为未来在热带地区的生态研究提供了新的视角。同时，研究还指出，形态分化、微生境偏好以及时间和空间上的分化共同促成了这些虎甲虫的共存。这些发现不仅支持了生态位分化假说，还为热带生态系统的保护和管理提供了理论依据。

研究的发现表明，生态位分化是维持生态相似物种共存的关键机制之一。在热带森林中，由于资源的分布和利用方式存在显著差异，这些物种能够通过不同的形态特征和生态策略减少竞争，从而实现共存。这种分化不仅体现在身体大小和颚部长度上，还可能涉及其他形态特征，如头部宽度、鞘翅长度等。通过这些特征的分化，物种能够在相同的生态位中找到各自的生存空间，避免直接竞争。

此外，研究还揭示了生态位分化与种群适应性之间的关系。在共存环境中，某些物种可能通过更大的体型或更长的颚部来适应不同的捕食需求，而在非共存环境中，它们可能表现出不同的体型特征。这种体型变化可能反映了种群在不同环境压力下的适应性调整，从而支持了生态位分化假说。同时，这些变化也可能受到其他生态因素的影响，如捕食者的存在、资源的丰富度以及环境的稳定性等。

研究的结论表明，生态位分化是维持生态相似物种共存的重要机制。通过形态分化、微生境偏好以及时间和空间上的分化，这些虎甲虫能够在热带森林中实现共存。这种共存不仅有助于维持生物多样性，还可能对整个生态系统的稳定性产生积极影响。因此，深入研究这些机制对于理解热带生态系统的复杂性具有重要意义。

未来的研究可以进一步探讨虎甲虫的形态分化如何影响它们的捕食行为和生态功能。例如，是否较大的体型能够提高捕食效率，或者是否特定的颚部形态能够适应不同的猎物类型。此外，研究还可以扩展到其他热带地区的虎甲虫，以比较不同地区的生态位分化模式。通过这些研究，我们能够更全面地理解虎甲虫在不同环境中的适应策略，为生态学理论和实际应用提供更丰富的数据支持。