BeeFunc:法国野生蜜蜂功能性状综合数据库的构建与应用

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Scientific Data 5.8

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  为解决法国野生蜜蜂功能性状数据缺乏的问题,研究人员开展了BeeFunc数据库构建研究,整合了932种蜜蜂的26,176条性状数据,涵盖形态、生态、生物地理和保护等20个特征。该数据库基于法国分类学注册系统(TAXREF),通过483份文献和专家知识系统化整理,填补了功能生态学研究的关键空白,为全球变化下的蜜蜂保护提供了重要工具。

  

在全球传粉者数量持续下降的背景下,野生蜜蜂作为生态系统服务的关键提供者,其保护面临严峻挑战。然而,法国乃至欧洲长期缺乏系统化的蜜蜂功能性状数据库,严重制约了研究者从功能生态学角度解析蜜蜂对环境变化的响应机制。这一知识缺口被形象地称为"Raunkierian短fall(功能性状认知缺口)",与"Wallacean短fall(分布认知缺口)"、"Hutchinsonian短fall(生态认知缺口)"共同构成了蜜蜂保护研究的三大障碍。

法国生态与功能进化研究中心(CEFE, CNRS UMR 5175)的Lucas Aubouin团队联合国内独立专家及多个研究机构,在《Scientific Data》发表了首个法国野生蜜蜂全物种功能性状数据库BeeFunc 1.0。这项研究基于最新的法国蜜蜂名录(983种),通过整合483个文献来源和专家知识,构建了包含26,176条性状记录的标准化数据库,覆盖932个物种的形态(如体长、舌长)、生态(如 lectism 专食性)、生物地理(如海拔分布)和保育(IUCN状态)等20类特征。数据库采用TAXREF知识库的三元组结构(subject/predicate/object),确保数据可追溯且兼容国际标准。

研究团队主要运用了四项关键技术:1) 基于法国分类学注册系统TAXREF的标准化命名体系,避免同物异名问题;2) 采用图形数据库结构,通过主描述符(如Length)和次级描述符(如Unit、Statistic)实现性状的多维度表征;3) 整合欧洲自然信息系统(EUNIS)的栖息地分类标准;4) 建立与全球生物多样性信息设施(GBIF)兼容的数据交换机制。

形态特征
通过测量体长(body length)和翅基间距(interregular distance, ITD)等指标,发现法国蜜蜂的形态数据完整度达89.6%。其中独居蜂Andrena cineraria的雌性体长变异范围(10-15 mm)反映了种内多样性。值得注意的是,ITD被证实可作为体型的可靠替代指标(proxy),但需结合性别、系统发育和地理因素综合分析。

生态特征
数据库首次系统收录了筑巢行为六维度数据(类型、基质、材料等),突破传统"地上/地下"二分法。在寄生关系中,SPECIFICITY描述符量化了宿主专一性程度(如obligate专性寄生 vs. sporadic偶发寄生)。对lectism(专食性)的分析显示,Osmia labialis仅取食菊科(Asteraceae)Carduus和Centaurea属植物,属于典型的寡食性(oligolectic)物种。

生物地理特征
结合CardObs地理参照系统,揭示了法国南部蜜蜂(如某些切叶蜂科Megachilidae物种)在海拔500米以下存在"voltism(年世代数)"梯度变化——北部1代/年 vs. 南部2代/年。这种气候驱动的表型可塑性为预测物种分布区变化提供了依据。

保育应用
数据库显示法国Melittidae科(17种)性状数据完整度最高(55%),而种类最丰富的蜜蜂科Apidae(290种)反而数据最缺乏(40.8%)。这种"知识鸿沟"直接影响了红色名录评估的准确性,如Bombus gerstaeckeri仅有的舌长数据就来自单一标本记录。

该研究的创新性在于首次实现了法国蜜蜂性状数据的FAIR原则(可发现、可访问、可互操作、可重用)管理。通过链接Wikidata本体术语,BeeFunc能与欧洲ORBIT项目数据库无缝对接,支持跨尺度比较研究。实践层面,数据库已应用于:1) 解析农药敏感性与形态特征的相关性;2) 预测气候变暖对物候(phenology)的影响;3) 识别城市化的敏感功能群(如长舌蜂)。

正如通讯作者Benoit Geslin强调的,BeeFunc将持续整合视觉(Keartonian短fall填补)、遗传(Darwinian短fall填补)和分布数据,其动态更新机制(通过beefunc@cefe.cnrs.fr接收反馈)将推动形成"科学-保护-公众"协同网络。这项研究不仅为理解传粉服务(pollination service)的调控机制提供了新范式,更通过标准化数据架构,为全球生物多样性信息基础设施建设提供了范本。

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