地下生态位提供抗捕食保护:对滨鼠科(Bathyergidae)成员捕食关系的系统综述
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时间:2025年09月27日
来源:Mammalian Biology 2.3
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本期推荐研究聚焦非洲滨鼠(Bathyergidae)在 subterranean niche(地下生态位)中的 predation risk(捕食风险)问题。通过系统分析 reptilian、avian 和 mammalian predators 的 diet studies 及 citizen science 观测数据,揭示滨鼠在捕食者食谱中占比普遍低于10%,验证了其 burrow systems(洞穴系统)作为“地下堡垒”的防御效能。研究为理解 subterranean rodents(地下啮齿类)的 anti-predator adaptations(抗捕食适应)和 longevity(长寿)机制提供了关键生态学证据。
在非洲撒哈拉以南的广阔土地上,生活着一类终生几乎完全栖息于地下的奇特啮齿动物——非洲滨鼠(Family Bathyergidae)。这些神秘的生物构筑起绵延数公里的复杂隧道系统,被生物学家形容为“隐藏的地下堡垒”。然而,这些堡垒究竟在多大程度上保护它们免受捕食者的威胁?长期以来,科学界缺乏对滨鼠捕食关系的系统评估。
非洲滨鼠包括约25个物种,分为6个属(Heterocephalus、Heliophobius、Georychus、Bathyergus、Cryptomys 和 Fukomys),其中既有独居物种,也有高度社会化的物种。它们通过挖掘行为获取地下植物器官(如根和块茎)为食,极少来到地表活动。这种地下生活方式被认为显著降低了被捕食风险,甚至可能是其演化出超常寿命(longevity)的重要原因。基因组学研究显示,滨鼠具有抵抗细胞死亡、氧化应激和DNA损伤的分子适应机制,这些特征可能与地下生活的低捕食压力直接相关。
然而,滨鼠并非绝对安全。当它们进行地表活动时——无论是为了扩散(dispersal)、寻找配偶,还是罕见的觅食行为——暴露风险急剧增加。特别是降雨后土壤软化时,洞穴可能被洪水淹没,迫使滨鼠来到地面。不同社会结构的物种面临的风险也存在差异:独居物种相比社会性物种更谨慎,在巢外活动时间更长;繁殖个体比非繁殖个体更少活动,面临更低的捕食风险;雄性因扩散距离更远,可能比雌性承受更高的捕食压力。
传统观点认为蛇类是滨鼠的主要天敌,但这一假设缺乏系统数据支持。此外,多种哺乳动物(如缟鼬、獴科动物)、鸟类(猛禽、鹭科、犀鸟)甚至早期人类都曾捕食滨鼠。特别是维氏雕(Verreaux's eagle)对南非的毛滨鼠属(Bathyergus)物种有专门化捕食行为,因为这些大型滨鼠经常到地表觅食。
为填补这一知识空白,研究者开展了系统性研究,通过文献检索、公民科学平台(iNaturalist)数据收集、社交媒体记录和实地访谈等多种手段,整合了来自7个非洲国家的捕食记录,重点评估了滨鼠在各类捕食者食谱中的出现频率和重要性。
研究采用多源数据整合分析法,系统检索了捕食者食性研究文献,结合公民科学平台iNaturalist的22条观测记录和社交媒体来源的实地观察数据,覆盖爬行动物、鸟类和哺乳类等主要捕食类群。通过标准化记录捕食事件的地理分布、物种特异性及发生场景,量化了滨鼠在不同捕食者食物组成中的占比。
研究结果显示,在收集到的30项正式食性研究中,非洲滨鼠在大多数捕食者的食谱中占比低于10%。维氏雕(Aquila verreauxii)和早期人类是显著例外——维氏雕的食谱中滨鼠占比很高,而考古证据显示某些地区史前人类遗址中滨鼠遗骸占哺乳动物遗骸的50%以上(如南非Later Stone Age遗址中Bathyergus suillus的遗骸占比达67%)。
蛇类捕食方面,研究确认了鼹鼠蛇(Pseudaspis cana)、喙蛇(Rhamphiophis rostratus)、沙蟒(Eryx colubrinus)和盾鼻眼镜蛇(Aspidelaps scutatus)等具有特化掘穴形态的蛇类是重要捕食者。特别是鼹鼠蛇,其捕食策略与北美黄鼠蛇(Pituophis)相似:利用扩大的吻鳞强行穿透土壤进入隧道,甚至全身进入洞穴系统内猎食。
鸟类捕食者中,除维氏雕外,黑背豺(Lupulella mesomelas)和狞猫(Caracal caracal)等哺乳动物的食性分析显示滨鼠占比很低(0.2-4.3%)。猫头鹰食团分析表明,滨鼠在仓鸮(Tyto alba)食谱中的出现频率为0.4-6.7%。
公民科学记录提供了难得的地表捕食场景:在卡拉哈迪跨境公园,一只棕鹰雕(Aquila rapax)和一只短尾雕(Terathopius ecaudatus)分别被记录捕食正在地表扩散的Damaraland滨鼠(Fukomys damarensis)。值得注意的是,短尾雕的捕食事件发生在干旱的冬季,这与传统认为滨鼠只在雨季扩散的认知相悖。
讨论部分指出,地下生活方式、降雨模式和土壤类型共同影响滨鼠对捕食者的可获得性。在干旱地区旱季,土壤坚硬,滨鼠停止造丘活动,现存丘堆干燥硬化,捕食者挖掘成本过高;而在雨季土壤软化后,扩散和造丘活动增加,被捕食风险相应升高。在土壤柔软或雨季较长的地区(如南非西开普省和夸祖鲁-纳塔尔省),滨鼠可能全年保持造丘活动,因而更易被捕食。
社会结构对捕食风险分配有重要影响:繁殖个体因活动较少面临更低风险;非繁殖个体承担更多挖掘工作,在造丘时更易暴露;扩散个体(尤其是雄性)在地表活动时风险最高。长期研究显示,非扩散个体的重捕率可达70%以上,而扩散个体仅10%左右,证实了地表扩散的高死亡率。
研究还揭示了人类在滨鼠捕食关系中的特殊地位:考古证据表明,某些穴居啮齿类(如埃塞俄比亚的巨根鼠Tachyoryctes macrocephalus和南非的毛滨鼠)是石器时代人类的重要食物资源,占遗址中哺乳动物遗骸的90%和50%以上。现代某些地区仍保留食用滨鼠的习俗。
该研究首次系统量化了非洲滨鼠科的捕食压力,证实了地下生态位提供的显著保护作用,为理解地下生活、社会性进化、性比偏差和长寿机制提供了重要生态学基础。未来研究应结合长期监测和先进追踪技术,进一步量化不同情境下的实际捕食率,以及气候变化对捕食关系的影响。
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