本土与入侵螯虾对豆娘卵的非消耗性效应及幼虫生理的跨阶段影响研究

本研究针对入侵外来(IA)捕食者通过非消耗性效应(NCE)对本地猎物产生的深远影响，聚焦四种螯虾（本土高贵螯虾Astacus astacus、外来多瑙螯虾Pontastacus leptodactylus及入侵信号螯虾Pacifastacus leniusculus、多刺螯虾Faxonius limosus）对豆娘Ischnura elegans卵期生活史特征和幼虫生理的跨阶段效应。意外发现入侵信号螯虾化学线索(CACC)导致卵死亡率显著升高、发育时间延长，且多瑙螯虾诱导的跨阶段效应降低幼虫存活率与脂肪含量，而本土螯虾未引发跨阶段效应。该成果发表于《NeoBiota》，为生物入侵生态学中多阶段NCE机制提供关键证据。

　　

在淡水生态系统中，入侵外来(IA)捕食者常通过直接捕食和间接的非消耗性效应(NCE)重塑本地群落。螯虾作为典型的入侵生物，其化学线索(CACC)可能触发猎物的应激反应，但关于其对猎物卵阶段的影响及跨生命阶段的效应机制仍存在显著知识空白。尤其值得关注的是，猎物对不同入侵历史螯虾的响应差异是否遵循"天真猎物假说"(na?ve prey hypothesis)——即缺乏共同进化历史的猎物对IA捕食者更敏感？这一问题对预测生物入侵的生态后果至关重要。

为解答这一问题，波兰科学院自然保护研究所领衔的研究团队以广泛分布的豆娘Ischnura elegans为模型，系统比较了本土高贵螯虾、外来多瑙螯虾及两种IA螯虾（信号螯虾、多刺螯虾）CACC对其卵和幼虫阶段的影响。研究发现入侵信号螯虾的CACC引发最强烈的卵死亡率（达50%）和发育延迟（延长10天），而本土螯虾仅轻微延长发育时间；更关键的是，多瑙螯虾和信号螯虾的CACC还导致幼虫存活率下降和脂肪含量降低的跨阶段效应。这些发现挑战了传统认知，表明入侵螯虾可能通过NCE产生比本土物种更深远的影响。该成果发表于生态学权威期刊《NeoBiota》。

研究采用多阶段暴露实验设计：将豆娘卵分别暴露于四种螯虾CACC或对照水体，孵化后幼虫再分为持续暴露组和解除暴露组。通过监测卵存活率、发育时间和孵化同步性，以及幼虫44日龄时的存活率、体重、脂肪含量和酚氧化酶(PO)活性等指标，系统评估了NCE的即时与跨阶段效应。所有螯虾均采自波兰自然水体，实验严格控制个体密度与喂食频率。

主要结果
即时效应：卵阶段特征
入侵信号螯虾CACC导致卵死亡率显著升高（降低50%），发育时间延长最显著（+10天），而本土高贵螯虾仅轻微延长发育（+2天）。所有螯虾CACC均破坏孵化同步性，且效应强度无物种差异。值得注意的是，多瑙螯虾（虽为外来种但已存在百年）的效应强度介于IA与本土种之间，提示入侵时间可能调节猎物响应。

跨阶段效应：幼虫生理特征
仅暴露于卵阶段的多瑙螯虾和信号螯虾CACC即显著降低幼虫存活率（分别降低25%和30%）和脂肪含量，证实强烈的跨阶段效应。持续暴露组中，本土高贵螯虾也引发幼虫体重下降，但IA多刺螯虾影响较弱。酚氧化酶活性未受任何处理影响，表明能量分配优先向基础代谢而非免疫防御。

讨论与意义
该研究首次系统揭示螯虾CACC对豆娘的多阶段NCE谱系：1）入侵信号螯虾（尚未分布至采样点）引发最强卵阶段应激，支持"新武器假说"；2）外来多瑙螯虾（存在百年但分布局限）仍保持较强效应，反映生态接触频率的重要性；3）本土螯虾和广布IA多刺螯虾的弱效应，可能源于猎物适应性进化或化学信号差异。

这些发现对入侵生态学有三重启示：首先，NCE评估必须涵盖完整生活史，因卵阶段应激可通过能量分配改变持续影响后续发育；其次，入侵物种风险评估需结合系统发育（信号螯虾与本土种同科但效应迥异）和入侵历史（多瑙螯虾的中间效应）；最后，跨阶段效应可能加剧IA物种的生态影响，如脂肪储备降低会削弱幼虫应对环境胁迫的能力。未来研究可拓展至基因表达层面，解析CACC感知的分子机制。

该工作为理解生物入侵的"无形影响"提供了范式——即使未直接捕食，入侵者也可能通过化学军备竞赛重塑生态系统。随着气候变化加速物种扩散，这类研究将为预测和管理入侵后果提供关键科学依据。