全球公民科学助力揭示大型掠食性隐翅虫食物网:填补生物多样性知识空白的新突破

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Webs 1.8

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  为解决生物多样性研究中存在的 “林奈短缺”(Linnean shortfall)、“埃尔顿短缺”(Eltonian Shortfall)等问题,研究人员借助 iNaturalist 平台开展了关于捕食性隐翅虫(Staphylinina)食物网的研究。结果发现部分隐翅虫是广食性捕食者,部分有特定猎物偏好。该研究为填补全球生物多样性知识空白提供了创新途径。

  在奇妙的生物世界里,无数微小的生命正悄然塑造着生态系统的平衡。然而,当前生物多样性研究面临诸多困境。地球上大多数小型节肢动物虽数量庞大,却因 “林奈短缺”,即描述物种数量远少于现存未描述物种,而被称为 “黑暗类群”。同时,“埃尔顿短缺” 问题也十分突出,人们对节肢动物等黑暗类群间的生物相互作用知之甚少,这严重阻碍了对生态系统动态的理解。传统研究方法困难重重,直接观察生物相互作用既费力又受限,间接方法如代谢条形码又难以准确识别物种。因此,寻找创新、高效且经济的研究方法迫在眉睫。
在这样的背景下,研究人员借助 iNaturalist 这一公民科学平台开展了关于捕食性隐翅虫(Staphylinina)食物网的研究。隐翅虫是世界上物种最为丰富的家族之一,其中 Staphylinina 亚族包含许多大型且易于观察的隐翅虫,但它们的食性等生物学特征却鲜为人知。研究人员通过挖掘 iNaturalist 上超 48000 条观测数据,发现了 159 条捕食记录,以此探索 Staphylinina 的食物网、猎物偏好和猎物多样性。该研究成果发表在《Food Webs》上,为生物多样性研究开辟了新方向。

研究人员主要采用了数据挖掘和数据分析两种关键技术方法。他们从 iNaturalist 平台筛选 “Staphylinina” 相关图像,手动审查确定捕食行为记录,并依赖自身鉴定确保捕食者和猎物的分类准确性。数据分析方面,运用 R 语言和相关软件包,如 “dggridR”“bipartite” 等,进行分布地图绘制和营养网分析;利用 iNEXT 标准化方法评估猎物多样性。

研究结果如下:

  1. iNaturalist 上的观测:共找到 48445 条 Staphylinina 记录,涉及至少 32 个属和 163 个物种,观测遍布各大洲(除南极洲)。经筛选,确定 159 条 9 属 31 种的捕食观测记录,主要来自欧洲和北美。昆虫、千足虫和木虱是主要猎物,其中 Julida、鞘翅目、双翅目和等足目是四大主要猎物目。
  2. 取食偏好综述:不同属的隐翅虫取食偏好各异。例如,Apecholinus 属可能以千足虫为食;Creophilus 属常捕食苍蝇,也吃其他腐肉相关生物;Ocypus 属部分物种是广食性捕食者,部分如 O. nitens 和 O. ophthalmicus 则对千足虫有强烈偏好;Platydracus 属中,P. maculosus 偏好成年甲虫,部分物种与社会性昆虫有关联;Tasgius 属主要捕食木虱。
  3. 猎物多样性与下颌形态多样性:分析 7 个属的猎物多样性发现,Ocypus 属猎物多样性最高,Leistotrophus 和 Tasgius 属最低。比较下颌形态发现,短粗下颌的隐翅虫比细长下颌的隐翅虫猎物多样性更高。

研究结论表明,iNaturalist 等公民科学平台为解决生物多样性短缺问题提供了强大助力。它不仅能帮助解决 “林奈短缺”,让分类学家发现更多未描述物种,还能通过研究物种间相互作用解决 “埃尔顿短缺”。此外,对隐翅虫下颌类型的分析显示,公民科学在解决 Raunki?ran 和 Hutchinsonian 生物多样性短缺问题上也有巨大潜力。该研究为后续探究隐翅虫捕食行为的进化机制、功能形态学等提供了重要基础,推动了生物多样性研究的发展,也为其他 “黑暗类群” 的研究提供了宝贵的借鉴经验 。

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