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当前,稳定同位素在宿主 - 寄生虫营养关系研究中应用较少,因未明确寄生虫与宿主组织稳定同位素值的规律。研究人员开展 ParaSITE 项目,建立独特数据库,新增 586 对宿主 - 寄生虫稳定同位素数据,这有助于深入理解寄生虫 - 宿主关系,推动稳定同位素寄生虫学发展。
在神秘的生态系统中,寄生虫无处不在,它们悄无声息地影响着宿主的生活,却在食物网的描绘中一直是模糊不清的角色。稳定同位素分析作为研究捕食者 - 猎物关系的得力工具,已在生态研究领域驰骋数十年,然而在寄生虫 - 宿主关系的研究中却鲜少露面。这是因为,与相对规律的捕食者 - 猎物稳定同位素分馏模式不同,寄生虫的形态、功能以及生存策略在不同生态系统中千变万化,导致寄生虫与宿主之间的稳定同位素关系异常复杂。例如,寄生虫的系统发育、在宿主身上的附着位点、摄食方式等多种因素,都会对稳定同位素值产生影响,使得研究结果难以解释。此外,以往研究中还存在数据不足、采样协议不统一等问题,进一步阻碍了稳定同位素在寄生虫 - 宿主关系研究中的应用。
为了突破这些困境,来自世界各地的研究人员发起了一项全球性合作项目 ParaSITE(Parasite Stable Isotope Trend Enhancing)。奥克兰理工大学(Auckland University of Technology)、奥塔哥大学(University of Otago)等多个研究机构的科研人员参与其中。他们致力于建立一个独一无二的宿主 - 寄生虫稳定同位素数据库,以揭示两者之间的营养关系。
该研究具有重要意义。它不仅为后续研究提供了丰富的数据支持,有助于揭示宿主 - 寄生虫稳定同位素分馏模式,还为其他研究人员将宿主及其寄生虫纳入更广泛的食物网研究提供了有价值的原始数据,推动了稳定同位素寄生虫学这一领域的发展。论文发表在《Scientific Data》上。
研究人员在开展研究时,运用了多种关键技术方法。首先,制定了标准化的采样和测量协议,涵盖从样本采集、保存到稳定同位素测量的各个环节。其次,通过两种方式获取数据,一是直接收集合作者提供的未发表的稳定同位素结果,二是让合作者按照标准协议采集并处理宿主 - 寄生虫样本后送至新西兰进行测量。最后,对收集到的数据进行严格的技术验证,确保数据的准确性和可靠性。
研究结果如下:
- 数据收集成果:自 2022 年末起,研究人员共收集到 586 对新的宿主 - 寄生虫稳定同位素值,使已发表和可用的数据数量翻倍。其中,海洋环境样本占 94%,陆地和淡水环境样本各占 3%。同时,宿主 - 寄生虫 δ34S 数据从 38 对增加到 107 对,增长了两倍。
- 宿主和寄生虫种类:数据库中的宿主主要为鱼类(Actinopterygii,占 54%),其次是鲨鱼(Chondrichthyes,占 18%)和鸟类(Aves,占 18%)等;寄生虫涵盖 12 个主要分类群,如棘头虫、绦虫、线虫等,体现了宿主 - 寄生虫相互作用的多样性。
- 数据记录与可用性:完整数据集在 Figshare 和 ISOBANK 上均可获取,数据收集模板包含 60 个必需的元数据字段。部分数据虽曾发表过 δ13C 和 δ15N 数据,但缺少 δ34S 数据,此次研究将三种同位素数据都纳入了数据库。
研究结论表明,该数据库是全球首次建立的用于理解稳定同位素寄生虫学更广泛趋势的基线数据集,并且制定了标准化协议以确保未来数据收集的一致性。讨论部分强调,这些数据将为未来分析提供有力支持,有助于揭示宿主 - 寄生虫稳定同位素分馏模式,推动稳定同位素寄生虫学领域的发展。同时,研究人员也指出,虽然目前的数据集仍存在对鱼类宿主的偏向,但他们的努力为该领域提供了一套基于寄生虫摄食方式选择组织的全新宿主数据,为后续研究奠定了坚实基础。