稳定同位素分析揭示外寄生虫与哺乳动物宿主的营养级联关系：以虱、蚤、蜱为例

这篇研究通过稳定同位素分析（δ13C和δ15N）揭示了虱、蚤、蜱三类外寄生虫与宿主（红松鼠、肥睡鼠、刺猬）的营养动态差异。结果表明，寄生虫的δ15N值显著高于宿主（营养级富集），而δ13C值因物种而异：虱因宿主专一性最接近宿主同位素特征，蚤和蜱则因多宿主摄食呈现更高变异性。研究强调了寄生虫生活史对宿主同位素信号保留的关键影响，为疾病传播生态学提供了新工具。

　　

引言

气候变化正扩大外寄生虫的分布范围，亟需理解其与宿主的营养关系。吸血性外寄生虫可作为宿主的"生物采样器"，通过稳定同位素δ¹³C和δ¹⁵N值反映宿主饮食信息。但虱、蚤、蜱的生活史差异可能影响宿主信号的保留程度。本研究以红松鼠虱（Neohaematopinus sciuri）、肥睡鼠蚤（Orchopeas howardi）和刺猬蜱（Ixodes hexagonus）为模型，首次系统比较三类寄生虫对宿主同位素指纹的保留能力。

方法

标本采集自英国多地博物馆馆藏及野生动物救助中心。通过形态学鉴定寄生虫种类后，采用元素分析-同位素比值质谱法（EA-IRMS）测定宿主组织（肌肉、毛发、刺）与寄生虫的δ¹³C和δ¹⁵N值。对蜱进行血餐与外骨骼分离分析，计算营养级判别因子（TDF）。采用线性混合模型（LMM）评估血餐存在对同位素值的影响。

结果

血餐影响：虱（n=101）和蚤（n=92）的血餐存在与否对同位素值无显著影响，而蜱（n=16）血餐与外骨骼的δ¹³C差异显著（p<0.001）。

宿主信号保留：

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  虱：与宿主肌肉δ¹⁵N值线性相关最强（R²=0.778），平均富集1.8‰

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  蚤：出现5个δ¹³C异常个体（-20‰ vs 群体-23.5‰），暗示宿主切换

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  蜱：δ¹⁵N变异性最大（9.5±1.2‰），反映多宿主摄食历史

组织差异：宿主毛发与虱同位素最接近，而刺猬刺因高蛋白饮食显示最高δ¹⁵N值（9.3‰）。

讨论

虱的宿主专一性使其成为理想的宿主饮食指示器，其频繁小剂量吸血（每2小时20-30%体重）导致同位素信号快速更新。蚤幼虫期依赖巢穴有机碎屑，成虫血餐可能混合多宿主信号。蜱因"三宿主"生活史（幼虫-若虫-成虫各阶段更换宿主）和长达15天的吸血周期，其外骨骼保留历史宿主信号，而血餐反映当前宿主。

研究局限性包括宿主样本量较小，未来需结合分子生物学验证宿主切换。这项成果为利用寄生虫同位素重建宿主生态位、预测疾病传播路径提供了方法论基础，尤其在气候变化导致寄生虫分布改变的背景下更具应用价值。

作者贡献

第一作者Gaia G. Mortier负责实验设计与论文撰写，Stuart Black和Andrew C. Kitchener提供资金与标本支持，Luke A. Stevens等参与数据分析。研究获Wellcome Trust资助（H5483700），所有数据均来自博物馆标本，符合伦理规范。