食物争夺战:入侵种Gammarus tigrinus在资源竞争中对本土种G. duebeni的竞争优势

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:NeoBiota 3.9

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  本研究针对非本地物种(NNS)入侵导致生物多样性丧失的问题,通过设计四组双盲竞争实验,首次系统评估了北美入侵种Gammarus tigrinus与欧洲本土种G. duebeni对摇蚊幼虫资源的竞争行为。研究发现入侵种具有更快的资源获取速度、更低趋触性和更高攻击性等竞争优势,为理解NNS入侵机制提供了新视角,并开发了标准化评估方法。

  

在全球生物多样性持续衰退的背景下,非本地物种(non-native species, NNS)入侵已成为仅次于栖息地破坏的第二大威胁。其中,甲壳纲端足类生物因其强大的扩散能力和生态可塑性,在欧洲淡水生态系统中造成了显著影响。北美入侵种Gammarus tigrinus自20世纪30年代引入欧洲后,已导致多个本土钩虾种群衰退甚至局部灭绝,但其竞争机制尚未系统研究。这一知识空白严重制约着入侵物种的风险评估与管理决策。

来自德国莱布尼茨淡水生态与内陆渔业研究所(IGB)的研究团队在《NeoBiota》发表创新研究,首次通过标准化竞争实验揭示G. tigrinus的行为优势。研究人员设计四组双盲实验(同种/异种×添加顺序组合),采用视频追踪分析技术量化了两种钩虾在血虫资源争夺中的行为差异。实验在温度16℃、盐度10ppt的受控条件下进行,使用BORIS软件记录趋触性、活动频率等指标,并通过广义线性模型(GLM)分析体型与行为参数的关系。

研究结果部分,行为差异特征显著:在"初始探索阶段",入侵种表现出更强的资源获取能力,71.4%的G. tigrinus能在20分钟内占据食物,且平均耗时(270秒)显著短于本土种(343秒)。Beta回归分析显示,入侵种在中央区域的活动时间占比更高(z=5.858, p<0.001),证实其更低趋触性。更值得注意的是体型依赖的行为差异——随着体型增大,G. tigrinus活动性和攻击行为增强,而G. duebeni反而减弱(F1,67
=5.914, p=0.019)。

在"资源争夺阶段",物种特异性优势更为明显。虽然摔跤式争夺的发生率无组间差异,但入侵种对资源的保持能力显著更强:当G. tigrinus占据资源时,被G. duebeni夺走的概率仅11.1%,远低于同种间的44.4%(z=2.249, p=0.025)。这种不对称竞争可能与"竞争天真性"(competitive naiveté)有关——本土种缺乏对入侵者的识别能力,类似澳洲黑鼠与本土丛鼠200年共处后仍存在的识别失败案例。

讨论部分强调了方法学创新与生态启示。该研究首次将动物行为实验标准化为NNS影响评估工具,未来可整合功能响应曲线,构建包含"摄食率-种群增长-竞争能力"三维的生态影响评估模型。特别值得注意的是,G. tigrinus在体型增大时表现出的正相关攻击性,与传统资源持有潜力(resource holding potential)理论形成有趣对比,暗示NNS可能进化出独特的竞争策略。研究人员建议后续研究应拓展到不同盐度梯度下的种群比较,验证"入侵前沿假论"(invasion front hypothesis)在行为层面的表现。

这项研究为理解波罗的海等敏感生态系统的物种替代机制提供了关键证据。G. tigrinus展现的行为综合征(behavioral syndrome)——将大胆性、活动性与攻击性有机结合,完美诠释了"入侵特征组合"(invasive trait suite)理论。该方法的应用前景广阔,既可用于预测体型更大的入侵种(如Dikerogammarus villosus)的潜在影响,也能评估气候变化下竞争关系的演变,为欧盟《外来物种条例》的实施提供科学依据。

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