潮间带捕食者对入侵贻贝的偏好性捕食及其生态启示

《Marine Biology》：Preferential consumption of invasive over native prey by rocky intertidal predators

为探究入侵物种如何改变食物网结构，研究人员开展潮间带捕食者对入侵贻贝Xenostrobus securis和本土贻贝Brachidontes variabilis的摄食偏好研究。结果表明蟹类(Hemigrapsus penicilatus)和螺类(Reishia clavigera)均显著偏好入侵猎物，且该偏好不受可获得性影响。研究揭示了通过形态特征（壳厚度、条件指数）驱动的捕食偏好机制，为理解生物入侵的 trophic interaction 提供新视角。

　　

在全球物种引入速率持续攀升的背景下，入侵物种已成为生物多样性丧失的主要驱动因素之一。虽然入侵捕食者（如"杀手虾"）因其显著的生态影响备受关注，但入侵猎物物种对生态系统的潜在影响却常被忽视。事实上，入侵猎物同样能通过改变营养级相互作用深刻影响食物网结构，特别是当它们改变捕食者与猎物之间的动态关系时。在香港沿海生态系统，一种名为Xenostrobus securis的入侵贻贝自2011年首次记录以来已形成密集种群，与本土贻贝Brachidontes variabilis共存，但其对当地营养相互作用的潜在影响尚未明确。

为了解开这一生态谜题，香港中文大学和科克大学的研究团队在《Marine Biology》发表了创新性研究，通过精心设计的实验探讨了两种本地捕食者——蟹类Hemigrapsus penicilatus和螺类Reishia clavigera——对入侵与本土贻贝的摄食偏好模式。研究团队提出了一个耐人寻味的假设：鉴于X. securis在香港广泛建立，本地捕食者可能表现出对本土猎物的偏好，从而揭示对该入侵物种生物抗性的缺乏。

研究方法上，团队采用了频率依赖性捕食实验设计，将入侵和本土贻贝以不同比例(1:9、3:7、5:5、7:3、9:1)提供给捕食者，模拟从入侵初期到晚期的不同场景。通过广义线性混合效应模型分析消费数据，并计算Chesson选择指数量化偏好程度。同时，通过测量贻贝的肉质干重、壳干重和条件指数(CI=干肉质重/干壳重×100)评估形态特征差异。所有样本均采集自香港岩岸(22°26'46.9"N, 114°10'43.0"E)，确保了实验材料的生态相关性。

捕食模式分析

实验结果揭示了令人惊讶的模式：两种捕食者均表现出对入侵贻贝的显著偏好。蟹类捕食者消费的入侵贻贝数量显著高于本土贻贝(χ2=10.89, df=1, p<0.001)，且消费量随可获得性比例增加而增加。螺类捕食者同样表现出对入侵贻贝的强烈偏好(χ2=25.19, df=1, p<0.001)，且该偏好不受可获得性比例影响。特别值得注意的是，即使当入侵贻贝仅占10%的低比例时，蟹类仍表现出显著偏好，打破了传统猎物转换理论的预期。

捕食偏好评估

通过Chesson选择指数进一步量化了这种偏好模式。蟹类对入侵贻贝的选择指数在大多数比例下显著高于期望值(0.5)，仅当入侵贻贝占30%时与期望值无差异。相反，对本土贻贝的选择指数在低中比例(10%、30%、50%)下显著低于期望值，仅当占90%时才高于期望值。螺类则表现出更为一致的偏好模式，在所有可获得性比例下均显著偏好入侵贻贝，避免本土贻贝。

贻贝形态特征

形态学分析为这些偏好模式提供了机制解释。虽然入侵贻贝的肉质干重和壳干重均显著低于本土贻贝，但其条件指数(肉质与壳重比值)显著更高(F_(1,47)=18.91, p<0.001)。这表明尽管入侵贻贝个体较小，但其能量收益与捕食努力的比例更高，为捕食者提供了更佳的能量投资回报。

讨论与意义

研究结果挑战了关于入侵猎物生态影响的传统认知。与预期相反，本地捕食者不仅识别而且偏好入侵猎物，这种偏好可能为捕食者提供营养补贴，同时为生态系统提供一定程度的生物抗性。然而，这种实验室观察到的偏好模式与野外实际情况形成鲜明对比——尽管存在明显的捕食偏好，X. securis仍在香港持续扩散。这种差异可能源于入侵贻贝的高繁殖力、繁殖可塑性以及高传播压力，这些因素可能压倒了捕食压力。

从更广阔的生态视角看，入侵贻贝的优先消费可能通过"捕食者释放"效应间接惠及本土贻贝，改变物种间竞争动态。这种营养级联效应可能重塑群落结构，影响物种共存和生态系统功能。研究强调了结合实验室机制研究和野外观察的重要性，以全面理解生物入侵的复杂生态后果。

该研究的创新之处在于揭示了形态可及性和能量收益如何驱动捕食偏好，为理解入侵物种整合到当地食物网提供了新见解。同时，研究强调了频率依赖性实验设计在模拟入侵不同阶段的重要性，为未来入侵生态学研究提供了方法论参考。随着生物入侵速率持续上升，此类研究对制定有效管理策略、预测入侵物种生态影响具有重要价值。