基于DNA宏条形码技术解析本土黄胡蜂(Vespula spp.)幼虫肠道食物组成揭示其作为顶级捕食者的生态功能

【字体: 时间:2025年08月22日 来源:Insectes Sociaux 1.5

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  本研究通过DNA宏条形码技术对英国南部14个巢穴的554只黄胡蜂(Vespula spp.)幼虫肠道内容物进行分析,首次系统揭示了本土环境中Vespula vulgaris和V. germanica的猎物多样性。研究发现12个节肢动物目86个科的广泛捕食谱,证实其作为广谱捕食者的生态调控作用,为评估本土生态系统中胡蜂的生态服务价值提供了关键基线数据。

  

在生态系统中,社会性胡蜂作为顶级捕食者扮演着重要却常被忽视的角色。早在1868年,Ormerod就通过经典实验证明清除胡蜂会导致蝇类暴发,然而150年后的今天,关于这些昆虫在原生生态系统中具体的捕食谱仍存在显著认知空白。现有研究多集中于入侵种群,且传统形态学鉴定方法受限于分类专家资源和可扩展性。这种知识缺口严重阻碍了对胡蜂生态服务价值的准确评估,特别是在全球昆虫种群衰退的背景下。

为填补这一空白,由Rosie Drinkwater和Georgia Law共同领衔的国际团队在《Insectes Sociaux》发表研究,首次采用DNA宏条形码技术对英国南部原生环境的14个黄胡蜂巢穴(13个V. vulgaris和1个 V. germanica)进行系统分析。研究人员采集554只幼虫肠道样本,通过Beren-Luthien引物组扩增COI基因片段(314 bp),使用Illumina MiSeq平台测序,并基于mBRAVE系统进行生物信息学分析。为验证方法可靠性,研究团队还构建包含7个目的模拟群落,确定200条reads的过滤阈值。同时在一个位点(摄政公园)通过扫网、击打、盘诱和马来氏网四种方法采集2870只节肢动物作为环境参照。

研究结果部分呈现三个关键发现:

  1. 1.

    V. vulgaris展现最广捕食多样性

    在6个充分采样位点的457只幼虫中检测到12个节肢动物目(1145次检出),包括首次在胡蜂食性中记录的毛翅目(Trichoptera)。优势类群为膜翅目(Hymenoptera,30%)和双翅目(Diptera,27%),但未发现此前文献记载的革翅目(Dermaptera)。

  1. 1.

    食性与环境资源高度匹配

    摄政公园的对比分析显示,胡蜂肠道检出7个目与野外采样结果重叠,仅鞘翅目(Coleoptera)未检出而脉翅目(Neuroptera)仅见于肠道样本。这种高度一致性证实V. vulgaris是典型的机遇型广食者。

  2. 2.

    地理与巢间变异特征

    PERMANOVA分析揭示食性组成存在显著位点差异(R2=0.20),但巢间变异更显著。Ash Hill(乡村环境)的食性多样性显著高于伦敦市中心的Hampstead Heath,NMDS排序(应力值0.1)直观呈现这种空间格局。

  1. 1.

    V. germanica的首个原生种群食性谱

    80只幼虫样本检出8个目(206次检出),其双翅目占比(39%)显著高于同域V. vulgaris(27%),显示近缘种间存在摄食策略分化。

研究结论强调,这项迄今最全面的胡蜂食性分析为评估其生态服务提供了关键基线。Vespula胡蜂通过调控多种节肢动物类群(包括农业害虫)维持生态系统平衡,而显著的巢间食性差异暗示可能存在类似Polistes的"食物专注"行为。这些发现不仅填补了原生环境胡蜂生态功能的认识空白,更为入侵生态学比较研究建立了重要参照系。在传粉昆虫保护备受关注的当下,该研究为重新审视社会性胡蜂的生态价值提供了分子证据支持。

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