本土鲇鱼幼鱼在入侵种存在下的昼夜活动模式适应性调整

【字体: 时间:2025年05月18日 来源:Environmental Biology of Fishes 1.4

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  为探究本土巴拉斯鲇鱼(Ictalurus balsanus)与入侵种斑真鲇(I. punctatus)的种间竞争影响,研究人员通过不同密度竞争者处理实验,发现I. balsanus幼鱼昼夜活动差异随竞争者密度增加而减弱,高密时总活动量显著降低,该研究为本土鱼类保护提供行为学依据。

  
在神秘的淡水生态系统中,本土物种与入侵物种的博弈从未停歇。巴拉斯鲇鱼(Ictalurus balsanus)作为墨西哥巴尔萨斯河流域的特有种,不仅是食物链中的关键角色,还承载着当地渔业的经济价值。然而,随着斑真鲇(Ictalurus punctatus)的引入,这一本土物种的生存面临严峻挑战。二者相似的食性、栖息环境和夜行性习性,使得种间竞争成为威胁巴拉斯鲇鱼种群的潜在危机。如何揭示入侵种对本土种行为模式的影响,进而为生态保护提供科学依据,成为亟待解决的重要课题。

墨西哥国立自治大学(Universidad Nacional Autónoma de México)的研究团队聚焦于这一科学问题,开展了关于巴拉斯鲇鱼幼鱼在不同密度斑真鲇存在下的昼夜活动模式研究。该研究成果发表在《Environmental Biology of Fishes》,为理解入侵种与本土种的相互作用机制提供了重要的行为学证据。

研究人员主要采用了实验生态学方法,通过设置三种竞争者密度处理(0、2、4 尾斑真鲇幼鱼),利用红外摄像头连续 3 天监测巴拉斯鲇鱼幼鱼在 24 小时内的 hourly activity(每小时活动时长占比)。实验设计中,将 75L 实验水箱划分为中央焦点区和四周刺激区,通过随机化处理顺序和竞争者个体分配,排除无关变量干扰。数据分析采用广义线性混合模型(GLMM),结合 Ordered Beta 误差分布,评估竞争者密度、昼夜时段及时间进程对活动模式的影响,并计算个体重复性(repeatability)以分析行为可塑性。

结果分析


  1. 昼夜活动差异的密度依赖性
    在无竞争者时,巴拉斯鲇鱼表现出强烈的夜行性,夜间活动量比白天高 69%;而在低、高竞争者密度下,这一差异分别缩小至 29% 和 28%。这表明斑真鲇的存在削弱了巴拉斯鲇鱼的昼夜活动分化,呈现出明显的密度效应。

  2. 夜间活动进程的改变
    无竞争者时,巴拉斯鲇鱼夜间活动量随时间推移显著增加,表现出典型的夜行性节律;但在有竞争者存在时,夜间活动进程被打断,未呈现持续升高趋势,提示种间竞争可能干扰了其正常行为周期。

  3. 总活动量的变化
    24 小时整体活动量分析显示,高竞争者密度处理下的巴拉斯鲇鱼总活动量显著低于无竞争者组,而低密度处理组无显著差异。这表明只有当竞争者密度达到一定阈值时,才会对本土种的整体活跃度产生抑制作用。

  4. 行为可塑性特征
    个体重复性分析显示,hourly activity 的调整后重复性仅为 6%,表明巴拉斯鲇鱼的活动模式具有高度可塑性,可能通过快速行为调整应对竞争压力,但低重复性也暗示种群层面的遗传适应潜力有限。


讨论与意义


本研究首次通过实验证实,斑真鲇的存在可通过种间竞争诱导巴拉斯鲇鱼幼鱼昼夜活动模式的适应性改变,表现为昼夜节律弱化和活动量调整。这种时间生态位分化(temporal niche partitioning)可能是本土种减少与入侵种直接冲突的策略,但同时也可能增加白天被捕食风险或降低觅食效率,其对适合度(fitness)的具体影响尚需进一步研究。

研究结果为淡水生态系统中入侵种管理提供了重要启示:行为模式的可塑性可能是本土物种应对入侵压力的短期适应机制,但长期效应需结合种群动态和生态系统功能综合评估。此外,实验中使用幼鱼模型的局限性提示,成年个体的领域行为和繁殖需求可能导致不同的竞争响应,未来研究需扩展至全生活史层面。

总之,该研究通过严谨的实验设计和行为学分析,揭示了入侵种与本土种相互作用的微观机制,为保护濒危本土鱼类提供了关键的科学依据,也为理解淡水生态系统的生物入侵效应开辟了新的研究视角。

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