地中海短吻海豚(Delphinus delphis)两世纪摄食生态与历史变迁的稳定同位素追踪研究

这篇研究通过分析地中海自然历史博物馆收藏的短吻海豚骨骼标本中氮(δ15N)和碳(δ13C)稳定同位素组成，揭示了该物种200年来的营养级变化和生态位转移。研究发现1970年代种群衰退前，短吻海豚占据更高营养级，而当代种群与条纹海豚(Stenella coeruleoalba)生态位高度重叠，为理解该濒危物种(EN)的衰退机制提供了首个长期生态证据。

　　

地中海短吻海豚的生态变迁史

1 引言

地中海短吻海豚(Delphinus delphis)曾是地中海最常见的鲸类物种，但在20世纪70年代后经历了严重的种群衰退。作为典型的远洋物种，其分布范围从大西洋延伸至印度洋，水温适应范围10-28°C。在生态系统中，海豚作为顶级捕食者和K策略者，对人为干扰极为敏感。研究其长期生态变化面临重大挑战，而博物馆收藏的骨骼标本为重建历史生态提供了独特材料。

2 材料与方法

研究团队从15个地中海自然历史博物馆获取了1810-2009年间的37个短吻海豚骨骼样本，主要采集颅骨岩部组织。采用改进的胶原提取方法，通过元素分析仪-同位素质谱联用技术测定δ¹³C和δ¹⁵N值。为消除工业革命后大气δ¹³C下降的苏斯效应(Suess effect)，对历史样本进行了年校正(0.02‰/年)。数据与当代地中海三种海豚(短吻海豚、条纹海豚和瓶鼻海豚Tursiops truncatus)的肌肉同位素值进行比较分析。

3 结果

3.1 稳定同位素比值

所有博物馆标本均成功获得胶原同位素组成。1970年前短吻海豚δ¹⁵N值(11.11‰±1.79‰)显著高于当代种群，δ¹³C值(-18.6‰±1.1‰)则显著低于当代个体。全球比较显示地中海短吻海豚δ¹⁵N值最低，与邻近海域存在明显差异。

3.2 同位素生态位变化

标准椭圆面积分析(SEAc)显示，历史种群生态位面积(3.61‰²)大于当代(1.79‰²)。当代短吻海豚与条纹海豚生态位重叠度达64%-80%，而与历史种群几乎无重叠(仅3%-5%)。瓶鼻海豚展示最大的同位素生态位(7.02‰²)，反映其更高的营养级和生态可塑性。

4 讨论

4.1 摄食生态转变

δ¹⁵N值下降约1.1‰，相当于一个营养级的变化，表明当代种群转向更低营养级的猎物。这种转变可能与地中海渔业过度开发导致的饵料资源减少有关，研究支持"替代假说"——条纹海豚逐渐占据了短吻海豚原有的生态位。

4.2 物种间生态位分配

三种海豚呈现不同的营养策略：瓶鼻海豚主要捕食底栖物种，条纹海豚偏好中上层鱼类，而短吻海豚转向更小的猎物。在阿尔沃兰海等区域，物种通过空间隔离实现共存，但在大部分地中海海域，短吻海豚与条纹海豚已形成高度重叠的生态位。

5 结论

这项开创性研究首次通过稳定同位素技术重建了地中海短吻海豚两个世纪的生态历史。种群衰退伴随着明显的营养级下降和生态位收缩，与渔业压力、栖息地退化及条纹海豚竞争密切相关。研究强调了自然历史博物馆藏品在海洋生态重建中的独特价值，为濒危海洋哺乳动物保护提供了关键科学依据。未来研究可结合硫同位素(δ³⁴S)和特定化合物同位素分析(CSIA-AA)进一步验证这些发现。