印度米佐拉姆邦夜蛾总科(Noctuoidea)蛾类的海拔多样性与拉波波特法则验证

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Biodiversity Data Journal

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  为探究夜蛾总科蛾类 α 多样性随海拔的变化及拉波波特法则适用性,研究人员对印度米佐拉姆邦夜蛾总科蛾类展开研究。结果显示,400 - 800 米海拔多样性最高,多数方法支持拉波波特法则。该研究有助于理解区域生物地理,为保护提供依据。

  

研究背景


在神秘的昆虫世界里,夜蛾总科(Noctuoidea)的成员们活跃在各个角落。它们数量庞大,已知种类约有 43000 种,分属 3800 多个属,还有许多等待被发现。这些夜蛾在生态系统中扮演着复杂的角色,部分幼虫是农业害虫,像行军虫、地老虎等,会大肆啃食农作物,给农业生产带来严重损失;而成虫中的吸果夜蛾会侵害番茄、柑橘等果实。但它们也有有益的一面,是重要的传粉者,还在食物网中为众多动物提供食物来源,并且约 6000 种夜蛾具有商业价值。

物种多样性受多种因素影响,其中海拔是一个关键因素。不同海拔的气候、栖息地特征差异很大,加上人类活动如农业和城市化的干扰,使得物种多样性在海拔梯度上呈现出复杂的变化。研究这种变化意义重大,不仅能帮助我们找到植物生产力高、生物多样性丰富的区域,还能为制定科学的物种保护计划提供有力支持。

拉波波特法则指出,物种的地理分布范围与其在海拔、纬度或深度等梯度上的相对位置存在正相关关系。这一法则在众多生物类群和生态系统中都得到了检验,但也有一些例外情况。在印度,关于拉波波特法则在鳞翅目昆虫中的研究非常有限,仅对东部喜马拉雅地区的蝴蝶有过相关研究。

印度米佐拉姆邦地处生物多样性热点地区,海拔从 0 到 2157 米不等,年均降雨量超 2500 毫米,生物多样性极其丰富。然而,这里的蛾类研究却十分匮乏。在这样的背景下,开展对米佐拉姆邦夜蛾总科蛾类的研究迫在眉睫,这不仅能填补该地区蛾类研究的空白,还能为全球昆虫生物地理学和生物多样性研究提供重要的数据和理论支持。

研究机构与研究内容


为了解决夜蛾总科蛾类在海拔梯度上的多样性变化以及拉波波特法则在该类群中的适用性问题,来自未知研究机构的研究人员开展了一项针对印度米佐拉姆邦夜蛾总科蛾类的研究。研究人员在米佐拉姆邦的 25 个不同海拔地点,利用灯光诱捕器和白布收集夜蛾总科蛾类样本。通过仔细观察样本的形态特征,并借助解剖镜和相关软件对生殖器进行检查,准确鉴定出蛾类的种类。研究人员运用多种方法分析数据,包括基于希尔数 q 计算物种丰富度、香农多样性和辛普森多样性,并采用史蒂文斯(Steven’s)、佩格尔(Pagel’s)、罗德(Rohde’s)和跨物种(cross - species)等方法检验拉波波特法则。

研究结果


  1. 物种鉴定结果:研究人员共鉴定出 164 只夜蛾总科蛾类个体,分属于 3 个科。其中,灯蛾科(Erebidae)物种最丰富,有 33 种,占样本总数的 89%;夜蛾科(Noctuidae)有 6 种;夜蛾科(Nolidae)仅有 1 种。通过形态和生殖器特征,最终确定了 42 个物种。
  2. α 多样性沿海拔的变化:样本完整性曲线表明各海拔范围样本覆盖率均超 90%,适合进行生物多样性分析。不同海拔的希尔数显示,400 - 800 米海拔范围物种丰富度(q = 0)最高,为 23 种;香农多样性(q = 1)和辛普森多样性(q = 2)也在此海拔达到最高值,分别为 19.7 和 16.79。0 - 400 米海拔范围各项多样性指标均最低。灯蛾科的斜纹艳苔蛾(Miltochrista obliquilinea)和斜纹黑艳苔蛾(Cyana obliquilineata)是常见物种,且在不同海拔优势度不同。
  3. 分布范围与拉波波特法则检验:分布范围最小的物种是小黛舟蛾(Numenes siletti),仅 62 米;最大的是广黑点瘤姬蜂(Creatonotos transiens)和斜纹艳苔蛾(Miltochrista obliquilinea),达 1556 米。史蒂文斯、罗德和佩格尔方法的检验结果均表明,海拔升高,物种海拔范围呈增加趋势,与拉波波特法则相符;但跨物种方法因存在异常值,未显示出明显相关性。

研究结论与讨论


研究结果表明,米佐拉姆邦夜蛾总科蛾类的 α 多样性在 400 - 800 米海拔达到峰值,之后随海拔升高逐渐降低。低海拔地区多样性低可能是由于光污染、森林砍伐以及城市化等人类活动的影响,同时也与该地区树木多样性较低有关,使得一些以特定树木为食的蛾类难以生存。

在拉波波特法则的检验中,多数方法支持该法则在米佐拉姆邦夜蛾总科蛾类中的适用性,但跨物种方法存在差异。这可能是因为部分物种在高海拔有狭窄分布范围,而在低海拔有广阔分布范围,导致结果异常。总体而言,研究结果与环境能量假说相符,即高海拔物种往往具有更广泛的气候耐受性。

这项研究为印度米佐拉姆邦以及整个印度 - 缅甸生物多样性热点地区的蛾类研究提供了重要的基础数据。研究结果有助于理解夜蛾总科蛾类在印度东北部和印度 - 缅甸地区的海拔多样性模式,为该地区生物地理学研究提供了关键信息,也为大规模生物多样性保护提供了科学依据。

研究方法


研究人员在米佐拉姆邦 25 个不同海拔地点采集夜蛾样本,采用灯光诱捕器和白布收集。通过形态特征和生殖器检查鉴定物种。运用希尔数 q 计算多样性指数,包括物种丰富度(q = 0)、香农多样性(q = 1)和辛普森多样性(q = 2)。使用史蒂文斯、佩格尔、罗德和跨物种等方法检验拉波波特法则,所有统计分析借助 Rstudio 软件及相关程序包完成。

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