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捕食者暴露与基因流:庇护种群中抗捕食性状维持的双重策略——基于quenda行为学的观察研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月21日 来源:Animal Behaviour 2.1
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本研究针对庇护所内物种因捕食压力消失导致抗捕食性状退化的问题,通过对比分析澳大利亚quenda(Isoodon fusciventer)在有无捕食者环境下的行为差异,发现持续的犬类捕食者暴露和幼体基因流可有效维持抗捕食行为。研究结合GUD(giving-up density)测定、RFID行为监测及重复性行为分析,证实两种种群在狐类气味回避、觅食警觉性等关键指标无显著差异,为庇护所管理提供了重要的生态学依据。
在保护生物学领域,捕食压力的消失往往导致庇护种群(havened populations)迅速丧失抗捕食性状(antipredator traits)。这种退化现象在澳大利亚等地区尤为突出——当地特有物种长期处于外来捕食者(如赤狐Vulpes vulpes和野猫Felis catus)的威胁下,而人工建立的庇护所虽能提供物理保护,却可能因缺乏自然选择压力而使物种失去关键的生存能力。更复杂的是,当资源竞争成为主要选择压力时,抗捕食性状的退化速度可能进一步加快。那么,是否存在某种策略,能够在这种"庇护所悖论"中维持物种的适应性特征?
近期发表于《Animal Behaviour》的一项研究给出了新的见解。西澳大利亚大学的Natasha D. Harrison团队以西南澳特有种quenda(Isoodon fusciventer)为模型,通过对比分析庇护所内外种群的行为差异,揭示了捕食者暴露(predator exposure)和基因流(gene flow)在维持抗捕食性状中的协同作用。
研究团队采用多维度技术手段开展系统性分析:首先通过空间显式捕获重捕模型(spatially explicit capture-recapture)估算种群密度;利用射频识别(RFID)技术结合运动触发相机对个体取食行为进行精准追踪;通过给予密度(GUD)实验量化风险感知下的觅食决策;采用标准化行为评分体系(如 agitation score)评估处理过程中的应激反应;并借助主成分分析(PCA)和k均值聚类识别行为表型。所有实验均遵循动物伦理规范,在Craigie Bushland保护区内外的相邻种群同步进行。
庇护所内种群密度(1.50±0.29只/公顷)略高于外部种群(1.14±1.08只/公顷),但体型参数无显著差异。值得注意的是,庇护所内个体具有更高的体况评分(2.5±0.9 vs 1.9±0.6),表明内部资源竞争压力可能更低。
agitation score(激动评分)中"放置捕袋于陷阱"(R=0.420, P=0.025)和"处理过程中在袋内"(R=0.240, P=0.055)两个指标表现出个体间可重复性,说明这些行为具有稳定的个体特征。而觅食和警戒行为则未显示可重复性,表明其更受环境语境调节。
在狐尾气味处理组中,两个种群的GUD均显著高于对照组(P=0.05),且随部署时间延长呈现下降趋势。特别重要的是,种群间在觅食、警戒(四足与双足站立)和探索行为上无显著差异(P>0.05),证明庇护所内种群仍保留完整的捕食者识别与回避能力。
PCA分析识别出两个主要行为轴:PC1代表"逃离捕食者的反应性"(与接近陷阱和开启陷阱门高度相关),PC2代表"遭遇捕食者的反应性"(与处理前后在袋内的激动程度相关)。k均值聚类揭示三个行为表型群,且这些表型在两组种群中均匀分布,进一步佐证了行为特征的保留。
本研究通过严谨的行为学实验证明:尽管经历长达20代的庇护所隔离(约20年),quenda种群仍通过两种机制维持抗捕食能力:一是持续暴露于家犬(Canis lupus familiaris)产生的捕食压力(符合多捕食者假说,multipredator hypothesis);二是幼体跨围栏扩散带来的基因流。这种"双重保障"机制有效延缓了抗捕食性状的退化,且种群未出现明显的资源竞争加剧现象——这与许多其他澳大利亚有袋类(如woylie Bettongia penicillata)在庇护所内快速退化的案例形成鲜明对比。
研究的创新性在于首次量化了基因流与捕食者暴露的协同保护效应,并为庇护所管理提供了实践指导:通过可控的捕食者模拟和促进种群间基因交流,可能成为维持濒危物种适应性的有效策略。此外,研究中建立的标准化行为评估体系(如 agitation score)具有高度的可重复性和跨物种推广价值,可为保护 translocation(迁地保护)中的个体筛选提供科学依据。
这一发现不仅深化了我们对行为适应性进化机制的理解,更为全球正在兴起的保护庇护所(conservation havens)管理提供了关键理论支撑——抗捕食性状的丧失并非不可避免,而可以通过科学管理的干预手段实现生态功能的可持续维持。
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