在浑浊的水域中冲突：关于如何抑制两栖动物的蚊子滋生问题

《Ecology and Evolution》：Clashing in Murky Waters: On Amphibian Mosquito Suppression

　　摘要

由于关键疾病媒介物种分布的变化，全球范围内由蚊子传播的疾病正在增加。由于全球贸易和旅行的增加，以及温度的升高和降水模式的变化，蚊子的扩散及其所伴随的疾病（如疟疾、黄热病和登革热）的负担也在持续加重。为了寻求可持续的控制措施，人们越来越关注自然控制方法，特别是通过像两栖动物这样的天敌来进行控制，而两栖动物是一类全球受到威胁的脊椎动物。然而，不同天敌的有效性及其在生态系统中的作用仍然知之甚少。本研究比较了常见的欧洲两栖动物物种与常见的水生昆虫蚊子捕食者之间的捕食效率。我们重点关注了广泛分布的蚊子Culex pipiens s.l.，这种蚊子以传播西尼罗河病毒等病原体而闻名。我们评估了捕食者的捕食率、两栖动物的性别特异性捕食效率，以及捕食者存在对蚊子产卵行为的影响。结果表明，两栖动物作为蚊子的捕食者比水生昆虫更有效，每只两栖动物消耗的蚊子幼虫数量是水生昆虫的4到8倍。在不同两栖动物物种之间、它们的性别之间，以及富营养化程度之间，没有发现差异。捕食者的存在在整个实验设置中都抑制了蚊子的产卵行为，这表明蚊子能够对所谓的“恐惧环境”作出反应。通过阻止产卵和降低蚊子存活率的双重效应，突显了自然捕食的潜力，尤其是两栖动物作为自然幼虫控制剂的作用，从而强调了保护这些受威胁物种的重要性，并促进它们在城市和农村环境中的生存。

1 引言

在最近几十年里，几种作为疾病主要媒介的蚊子物种的分布迅速向全球北方转移（Farooq等人，2025年），同时也向人类活动的干扰区域转移（Neiderud，2015年；Steiger等人，2012年）。这导致病原体的分布范围扩大，随之而来的疾病风险也增加了（Colón-González等人，2021年；Kraemer等人，2015年；Roche等人，2015年）。尽管全球南方的政府和卫生部门做出了广泛的蚊子控制努力，全球北方的控制工作也在增加（Medlock等人，2012年），但由蚊子传播的疾病仍导致疾病负担加重（Ferguson，2018年）。这包括西尼罗河病毒通过Culex蚊子传播到北美和欧洲，最近感染病例甚至出现在德国和荷兰（Brüssow和Figuerola，2025年；Hadfield等人，2019年）。对蚊子幼虫的控制是最有效的控制方法（Killeen等人，2002年），主要依赖于化学干预手段，包括昆虫生长调节剂、微生物毒素（Bti）、有机磷农药、新烟碱类杀虫剂和拟除虫菊酯。然而，由于需要定期使用，这些方法成本较高，而且长期有效性受到广泛质疑，因为蚊子对这类化学物质的抗药性越来越强（Hamdan等人，2005年；Nazni等人，2005年；Paris等人，2011年）。此外，这些化学物质对非目标生物的直接影响或间接影响也对生物多样性构成威胁（Antwi和Reddy，2015年；Lawler，2017年；Moura和Souza-Santos，2020年；Thompson等人，2020年）。如果这种生物多样性的下降导致捕食压力减轻，可能会促使蚊子种群数量大幅增加（Perrin等人，2023年）。因此，促进生态健康的系统——即拥有大量自然捕食者的生态系统——作为“同一健康”（One Health）理念的一部分，获得了越来越多的支持。随之而来的是对生物控制剂（如植物性杀蚊剂、昆虫病原真菌，特别是蚊子捕食者）的兴趣增加（Benelli等人，2016年），但还需要更多关于哪些自然捕食者能有效抑制蚊子种群的信息（特别是在短暂性水体中），或者如何调整（邻近）栖息地以利于它们的生存（Carlson等人，2004年）。自然控制剂的重要性，以及它们在包含（种间）竞争的复杂系统中的有效性如何，仍然知之甚少（Shaalan和Canyon，2009年）。尽管捕食者-猎物关系通常研究得比较充分，但在蚊子方面的信息相对稀缺，尤其是在自然条件下。这一点尤其令人担忧，因为最近有报告指出潜在捕食者种群的数量大幅减少（Eisenhauer等人，2023年；Kehoe等人，2021年）。因此，难以预测对公共卫生的影响，因为自然控制剂的丧失可能迫使人们采取替代的蚊子控制方法。要理解不同蚊子捕食者的作用，需要考虑物种特异性这一关键因素。一般来说，捕食者的有效性——即杀死率或随时间消耗的猎物数量——是一种物种特异性的互动，因为不同物种之间的反捕食行为可能会有所不同，从而增强或减弱杀灭率（Ohba和Ushio，2015年；Sih，1986年）。已有针对蜻蜓（Odonata:Anisoptera）和豆娘（Odonata:Zygoptera）（Priyadarshana和Slade，2023年）以及蜉蝣（Ephemeroptera）（Dasrat和Maharaj，2021年）等群体的捕食效率的元分析，这些捕食者在蚊子的水生阶段对其进行捕食。然而，这些分析仅限于特定类型的（通常是水生昆虫）捕食者（Benelli，2015年；Lacey和Orr，1994年；McDonald和Buchanan，1981年），而两栖动物捕食者被认为可能是更高效的捕食者（DuRant和Hopkins，2008年）。虽然有关一些水生昆虫捕食者类别的捕食率的信息，但两栖动物作为蚊子捕食者的作用仍知之甚少（Benelli，2015年），尤其是它们与水生昆虫的关系。值得注意的是，两栖动物被认为是有效的自然控制剂，因为它们与蚊子一样，常常依赖于湿地等短暂性水体（Brodman和Dorton，2006年；DuRant和Hopkins，2008年），以及诸如雨水排放口等人造栖息地（Rey等人，2006年；Holzer，2014年）。这与鱼类（如蚊鱼Chandra等人，2008年）形成鲜明对比，鱼类是众所周知的蚊子捕食者，需要永久性水域并且已被多次引入（Chandra等人，2008年）。除了降低蚊子存活率外，两栖动物还可能通过其他直接或间接的种间互动对蚊子幼体的发育产生不利影响（Alto等人，2012年；Fischer等人，2012年；Meadows等人，2017年；Russell等人，2022年）。例如，蝌蚪可能捕食蚊子卵（Weterings，2015年），与蚊子幼体争夺类似的食物资源，在蚊子发育的后期阶段捕食蚊子幼体，并影响蚊子对栖息地的选择（Spielman和Sullivan，1974年）。这可能表明蚊子幼体与蝌蚪之间存在食物资源的竞争，此前一项关于甲壳类动物（Cladocera）竞争者的研究也发现了这一现象，其中蚊子的重新定居被阻止了（Kroeger等人，2013年）。因此，像青蛙这样的植食性未成熟阶段的捕食者可能会阻止、限制甚至防止蚊子的建立。然而，包括两栖动物在内的捕食者能力的广泛调查目前仅限于元分析（Russell等人，2022年），因此还不知道水生昆虫和两栖动物捕食者在不同生态条件下的捕食效果如何比较。因此，我们旨在比较两种常见的欧洲两栖动物——光滑蝾螈（Caudata: Lissotriton vulgaris）和可食用蛙（Anura: Pelophylax kl. esculentus）与两种常见的水生昆虫蚊子捕食者在一系列生态现实条件下的捕食效率，这两种昆虫捕食者存在于短暂性栖息地中（包括城市绿地/蓝地）：两点水甲虫（Coleoptera: Agabus bipustulatus；Culler和Lamp，2009年）和仰泳蝽（Hemiptera: Notonecta glauca；Saha等人，2010年）。这些两栖动物之前分别被归类为Triturus属和Rana属，它们在亚洲和欧洲广泛分布。我们关注的是能够殖民短暂性水体的常见捕食者物种，即它们能够呼吸空气并在陆地上迁徙的能力，例如真虫（Fischer等人，2012年）、甲虫（Lundkvist等人，2003年）和两栖动物（Brodman和Dorton，2006年），后者能够迁徙数百米（Müllner等人，2001年；Peter，2001年；Schmidt等人，2006年）。同样，我们关注较大的捕食者物种，因为它们的温度依赖性较低（Van Der Have和De Jong，1996年），并且随着动物体型的增大，食物摄入量也会增加（DuRant和Hopkins，2008年；Jennings等人，2002年；Robinson等人，1983年）。L. vulgaris和P. esculentus都已知可以在水中和水下进食（Anamaria等人，2011年；Blommers-Schl?sser，1992年；Covaciu-Marcov，2010年；Sas等人，2007年，2009年；Tyler，1958年），并且已有报道指出Nematocera幼体是它们的食物来源（Anamaria等人，2011年；Covaciu-Marcov，2010年；Sas等人，2007年）。在这些实验中仅使用了成年青蛙和蝾螈。对于青蛙来说尤其如此，因为它们的口器发育仅允许在Gosner阶段42到46之间的短暂时间内采取肉食性饮食，这是转变前的最后几个幼虫阶段，其特征是腿的出现和尾巴的消失（Gosner，1960年；Johansson等人，2010年）。实验的目的是评估（i）选定的水生昆虫和两栖动物物种在不同富营养化程度下的捕食效率，（ii）选定两栖动物物种的捕食效率是否存在性别差异，以及（iii）捕食者的存在对蚊子产卵行为的影响。为了实现这些目标，我们进行了一系列实验，确定并比较了Culex pipiens的捕食率。我们关注的是Culex pipiens s.l.，这是一种广泛分布且对温度（7°C–35°C；Loetti等人，2011年）和富营养化（0–100 mg N-total；Boerlijst等人，2023年）具有广泛耐受性的常见且全球分布的物种，已知它可以占据几乎所有类型的水体（Becker等人，2010年）。Culex属是西尼罗河病毒、乌苏图病毒、日本脑炎、禽疟疾和盘尾丝虫病等病原体的主要媒介，其中Culex pipiens物种群是最广泛分布的（Harbach，2012年）。由于其局部高密度、广泛的分布范围以及传播多种病原体的能力，它是一种重要的媒介和滋扰物种。Culex pipiens在小型水生系统中繁衍得很好（Buxton等人，2020年），特别是在富营养化甚至缺氧条件下（Boerlijst等人，2023年）。我们还验证了L. vulgaris和Pelophylax kl. esculentus对Aedes和Anopheles属蚊子的捕食行为，以确定我们的结果是否适用于其他蚊子物种。

2 方法

2.1 实验设置

实验包括：（i）L. vulgaris、A. bipustulatus和N. glauca的捕食效率比较，（ii）L. vulgaris在不同富营养化水平下的捕食效率评估，（iii）L. vulgaris和P. esculentus的性别特异性捕食效率的大规模比较，（iv）两栖动物存在对蚊子产卵行为的影响，以及（v）两栖动物捕食者对Aedes和Anopheles幼虫的捕食效率比较。所有实验都在户外条件下进行的全因子设置中完成（表1）。

2.1.1 实验前的条件

对于每个实验，我们使用了一套相似的实验前条件。一系列中型生态系统（表1）被放置在一个随机的全因子网格中。这些中型生态系统代表了Cx. pipiens已知会栖息的人造容器（Koenraadt和Harrington，2008年；Boerlijst等人，2023年）。每个中型生态系统都充满了去氯自来水，以及用浮游网（250 μm网孔，53 μm收集器）从Living Lab野外站附近的湖泊中收集的标准化藻类和细菌群落（Leiden，荷兰），所有选定的捕食者物种自然存在于该湖泊中。250 μm网孔用于在过滤53 μm收集器中的浮游植物之前去除藻类膜。过滤后的藻类和细菌被平均分配到所有中型生态系统中，使得每个生态系统中的1升水包含与1升沟渠水中的微生物数量相同（Dellar等人，2022年）。使用牛粪颗粒（2.4% N；1.5% P2O5；3.1% K2O）（Boerlijst等人，2023年）创建了代表荷兰沟渠的富营养化水平（4–10 mg/L N-total；Loeb和Verdonschot，2008年），因此实验2使用4 mg N-total，其他实验使用4 mg N-total。适应一天后，中型生态系统的内容物被搅拌并通过300 μm筛子过滤以去除任何大颗粒物质。然后在中型生态系统中覆盖0.1 mm的网孔，以防止蚊子和捕食者的自然殖民。之后，细菌群落被放置一周以适应新环境。在此期间，使用四个含有4 mg N-total和相同细菌群落的备用中型生态系统来收集用于实验的蚊子幼虫。蒸发的水每天用室温下的去氯自来水补充。为了最大程度地模拟野外环境并减少捕食者的压力，每个实验容器中都提供了天然遮蔽物，包括一些加拿大水weed（Elodea vulgaris）、一块可供爬出的石头以及连接空气泵（Vt AP-10）的空气石。每个实验容器中加入了50只处于第三或第四阶段的蚊子幼虫作为猎物。通过小心地部分移除网盖来计数蚊子幼虫数量，以避免干扰任何已经孵化的捕食者或蚊子幼虫。任何成年蚊子都用吸管捕获并排除在后续计数之外。然后完全移除网盖，通过观察水面的情况来计数蚊子幼虫的数量。

2.1.2 实验1：相对捕食者有效性
2020年5月评估了不同两栖动物与水生昆虫捕食者的杀伤率。实验包括了四种捕食者处理方式：分别放置一只L. vulgaris、A. bipustulatus、N. glauca或不放置捕食者（作为对照组）。每种处理方式有三个重复实验。实验在2020年5月进行。在将（50）只蚊子幼虫放入实验容器后1小时、2小时和3小时，分别计数了蚊子幼虫、蛹和成虫的数量。

2.1.3 实验2：富营养化对捕食效果的影响
通过设置两种富营养化处理方式（总氮含量分别为4毫克/升和8毫克/升）和两种捕食者处理方式（L. vulgaris和对照组），共进行了实验，其中L. vulgaris有8个重复实验，对照组有4个重复实验。实验在2020年5月初开始，持续了3天。在将L. vulgaris与（50）只蚊子幼虫放入实验容器后的1小时、2小时、4小时、6小时、12小时、14小时、16小时、18小时、36小时、38小时、40小时、42小时、52小时和62小时，分别多次计数了蚊子幼虫、蛹和成虫的数量。同时使用Aquafluor 8000–010仪器按照制造商的协议每天测量叶绿素a和浊度，因为这些指标可以反映能见度和资源竞争情况（Ansa-Asare等人2000；Coolidge 2017）。

2.1.4 实验3：性别特定的两栖动物捕食者有效性
通过设置三种捕食者处理方式（L. vulgaris、P. esculentus和对照组）来评估两栖动物捕食者的有效性。由于资源限制，L. vulgaris使用了2个雄性和9个雌性个体，P. esculentus使用了7个雄性和4个雌性个体，对照组有14个个体。实验在2021年6月进行。每个实验容器中都放置了一个180×87×41毫米的砖块作为陆地休息点，垂直放入水中（图1）。为了检测部分树荫可能引起的温度差异，在水面的角落和中间位置（靠近邻近树木的位置）使用iButton测量了温度（实验容器1、5、9、14、23、28、32和36）。在蚊子幼虫放入实验容器后的1小时、2小时、4小时、8小时、24小时、28小时、32小时、48小时、56小时和72小时，分别多次计数了蚊子幼虫、蛹和成虫的数量。实验从添加蚊子幼虫开始，捕食者收集后40小时开始进行。

2.1.5 实验4：捕食者的卵块行为
在同一实验设置中评估了捕食者信号对蚊子产卵行为的影响。在主实验的第二轮之后，移除了所有实验容器的网盖，并移除了所有剩余的捕食者。实验包括L. vulgaris的2个雄性和9个雌性个体，P. esculentus的7个雄性和4个雌性个体，以及14个对照组个体。每个实验容器的水通过300微米的筛网过滤以去除剩余的幼虫。然后将实验容器敞开放置两周，在此期间每天计数卵块的数量，并每天过滤水以防止其他（捕食者）物种的入侵。

2.2 蚊子幼虫的饲养
在实验开始前两周，在实验地点收集Cx. pipiens的卵块。为此，准备了三个8升的黑色聚丙烯桶，每个桶中加入三升高营养水平的水（总氮含量为100毫克/升），这些水已知对雌性Cx. pipiens具有吸引力（Boerlijst等人2023）。随后让幼虫在桶中孵化，并在室温下保存直到实验开始。先前的研究表明，所使用的条件仅吸引Cx. pipiens s.l.和Culiseta annulata（Boerlijst等人2023；Dellar等人2022）。收集到的卵块与Culiseta annulata的卵块通过大小差异进行区分（Chapman等人2020；Sames等人2005）。

2.3 捕食者的来源
所有捕食者都是从Living Lab野外站的邻近湖泊中用水网捕捉的。两种水生昆虫A. bipustulatus和N. glauca是在实验当天捕捉的，并根据Freshwater Life野外指南（Greenhalgh和Ovenden 2007）进行鉴定，同时确保所有个体大小相当。两种两栖动物L. vulgaris和P. esculentus是在实验前两天捕捉的。所有捕食者在实验开始前单独饲养，以防止同类相食行为。

2.4 统计分析
所有数据均使用R版本4.3.2（R Core Team 2018）进行分析。线性（混合效应）模型用于检测不同实验之间捕食者有效性的差异。当Box-cox变换能够改善残差的正态性和方差同质性时，便应用了该变换（表2）。所有模型（表2），包括随机效应，都通过Akaike信息准则进行了优化，该准则基于包含所有项互动作用的完整模型进行向后选择。这个完整模型包含了温度、叶绿素a和浊度等协变量。依赖变量经过正态性检验，并使用Quantile Quantile-plots和Levene's检验进行评估（p=0.05）。效力和效应大小使用sjstats包版本0.19.0的anova_stats函数计算（表S1）。

3 结果
3.1 实验1：评估相对捕食者有效性
所有捕食者都成功捕获并消耗了蚊子幼虫（图2；表S1）。实验结束时，没有发现A. bipustulatus和N. glauca在捕食效果上存在差异（t(3,8) = ?0.985, p > 0.05, partial η2 = 0.173, 功效 = 1）。然而，发现了两栖动物和水生昆虫捕食者之间的差异：L. vulgaris平均消耗的幼虫数量是A. bipustulatus的2.8倍（t(3,8) = ?4.924, p < 0.01, partial η2 = 0.909, 功效 = 1），是N. glauca的4.5倍（t(3,8) = ?5.909, p < 0.001, partial η2 = 0.876, 功效 = 1）。

3.1.1 实验2：富营养化对捕食的影响
Lissotriton vulgaris无论在何种富营养化水平下都能成功捕获蚊子幼虫（t(3,92) = ?1.814, p > 0.05, partial η2 = 0.008, 功效 = 0.136；表S2），并且其杀灭率随时间增加（t(9,92) = 13.545, p < 0.001, partial η2 = 0.666, 功效 = 1）。

3.2 实验3：性别特定的两栖动物捕食者有效性
3.2.1 第一轮：短期食物剥夺
在40小时的食物剥夺后，大约一半的（50）只蚊子幼虫在1-2小时内就被吃掉，随后这一比例逐渐增加（f(10,266) = 200.948, p < 0.001, partial η2 = 0.875, 功效 = 1；图3；表S3），不同捕食者处理之间的差异也有所体现（f(20,266) = 5.253, p < 0.001, partial η2 = 0.282, 功效 = 1）。随着温度升高（范围15.5°C–21.5°C），捕食率略有增加（f(1,266) = 8.279, p < 0.01, partial η2 = 0.031, 功效 = 0.835）。事后分析显示，从2小时开始，P. esculentus（t = ?4.016, p < 0.01）和L. vulgaris（t = ?2.667, p < 0.05）的蚊子死亡率高于对照组。两种捕食者之间没有差异（t = 1.195, p > 0.05）。性别之间也没有差异（图S1）。

3.2.2 第二轮：无短期食物剥夺
在没有40小时食物剥夺的情况下，两种捕食者的杀灭率相似，大多数猎物在最初的2小时内被消耗。随着时间的推移，蚊子死亡率增加（f(8,35) = 147.777, p < 0.001, partial η2 = 0.965, 功效 = 1；图4；表S4），无论哪种捕食者处理（f(16,35) = 8.977, p < 0.001, partial η2 = 0.763, 功效 = 1）。没有发现温度的影响（f(13,35) = 0.647, p > 0.05, partial η2 = 0.744, 功效 = 1）。事后分析显示，从1小时开始，P. esculentus（t = ?15.251, p < 0.001）和L. vulgaris（t = ?15.163, p < 0.001）的蚊子死亡率高于对照组。两种捕食者之间没有差异（t = 0.406, p > 0.05）。性别之间也没有差异（图S2）。

3.3 实验4：捕食者的产卵行为
在相同的实验设置中评估了捕食者信号对蚊子产卵行为的影响。在主实验的第二轮之后，移除了所有实验容器的网盖，并移除了所有剩余的捕食者。实验包括L. vulgaris的2个雄性和9个雌性个体，P. esculentus的7个雄性和4个雌性个体，以及14个对照组个体。每个实验容器的水通过300微米的筛网过滤以去除剩余的幼虫。然后实验容器敞开放置2周，在此期间每天计数并移除卵块。每天使用300微米的筛网过滤水，以防止其他（捕食者）物种的入侵。

3.4 作者个人观察：与其他蚊子属的比较
使用一个40×30×30厘米的玻璃水族箱（装有20升低富营养水平的水，总氮含量为4毫克/升）评估了对Anopheles和Aedes两个蚊子属的捕食行为。将两只L. vulgaris或两只P. esculentus放入水族箱中，让它们适应5分钟。然后加入三只Aedes sp.或Anopheles maculipennis的幼虫，记录5分钟的进食情况，之后用塑料吸管移除剩余的蚊子幼虫。捕食者被收集后放回原来的位置。这一过程重复进行，直到所有幼虫都被吃掉。由于资源限制，总共只使用了7只Aedes幼虫和5只Anopheles幼虫。

在实验开始前两周，在实验地点收集Cx. pipiens的卵块。为此，准备了三个8升的黑色聚丙烯桶，每个桶中加入三升高营养水平的水（这种水已被证明对雌性Cx. pipiens具有吸引力，总氮含量为100毫克/升，Boerlijst等人2023），然后将桶放置在树荫下。幼虫在桶中孵化，并在室温下保存直到实验开始。先前的研究表明，这些条件仅吸引Cx. pipiens s.l.和Culiseta annulata（Boerlijst等人2023；Dellar等人2022）。收集到的卵块与Culiseta annulata的卵块通过大小差异进行区分（Chapman等人2020；Sames等人2005）。

所有捕食者都是从Living Lab野外站附近的湖泊中使用水网捕捉的。两种水生昆虫A. bipustulatus和N. glauca是在实验当天捕捉的，并根据Freshwater Life野外指南（Greenhalgh和Ovenden 2007）进行鉴定，同时确保所有个体大小相似。两种两栖动物L. vulgaris和P. esculentus是在实验前两天捕捉的。所有捕食者在实验开始前单独饲养，以防止同类相食行为。所有筏子都被放置在位于实验装置边界的各种生态系统中。在不同捕食者处理组之间检测到了差异（Χ2 = 24.86，df = 6，p < 0.001，Kramers-v = 0.19，功效 = 0.82）。事后分析显示，对照组与L. vulgaris之间存在差异（Χ2 = 8.63，df = 3，p < 0.05），以及L. vulgaris与P. esculentus之间存在差异（Χ2 = 18.95，df = 3，p < 0.001）。

3.4 作者个人观察：与其他属的比较

实验成功确认了其他蚊属的代表性物种是否也被同样的捕食者所捕食，并证实所有7种Aedes和5种Anopheles的幼虫都被吃掉了（视频S1）。

4 讨论

本研究的目的是评估两栖动物控制蚊子的潜力，作为“同一健康”策略的一部分，通过确定一系列相关蚊类捕食者在温带地区的有效性。在这里，我们报告了它们对蚊子不同生命阶段的影响，包括幼虫发育和产卵阶段。两种两栖动物（L. vulgaris和P. esculentus）无论之前是否经历了食物剥夺，都表现出相似且显著高的Cx. pipiens幼虫消耗量。L. vulgaris平均消耗的幼虫数量是A. bipustulatus的2.8倍（最多可达4倍），是N. glauca的4.5倍（最多可达8倍）。此外，有先前两栖动物存在的繁殖地也会阻止其他邻近繁殖地的卵产下。这些抑制效果似乎比之前报道的更为显著和生态多样化（Mokany和Shine 2003；Rubbo等人2011），进一步证明了具有丰富自然捕食者的短暂湿地可能有效减少蚊子数量，而无需使用对生态系统有害的杀虫剂（Dale和Knight 2012）。到目前为止，大多数抑制蚊子数量的干预措施都涉及使用有机磷类、新烟碱类和拟除虫菊酯等化学物质。然而，这些化学方法只是短期解决方案，会导致抗药性的产生（Hamdan等人2005；Li等人2002），并破坏生态系统健康。由于竞争物种通常也会受到类似影响，化学控制可能导致蚊子迅速重新爆发（Meyabeme Elono等人2018）和过度补偿（Juliano 2007；Neale和Juliano 2019），以及生态失衡（Allgeier等人2019；Brühl等人2020；Meyabeme Elono等人2018），这对自然保护区等生态系统尤其构成风险。再加上关于食物网影响的有限信息（Brühl等人2020），以及这些物质的未知命运，使其在保护区的使用变得风险重重。相比之下，利用本土的、自然存在的捕食者的生物控制方法则是一个问题较少的方法。通过主动释放或促进本土捕食者的存在，它可以提供一种更可持续和预防性的策略。这种方法能阻止蚊子产卵（Rubbo等人2011；Sougué等人2021），限制幼虫的存活率，同时降低它们的生长速度、繁殖能力，并延缓繁殖（Fischer等人2012；Lundkvist等人2003；Schrama等人2018）。此外，包括捕食者存在在内的压力条件会促进蚊子幼虫发育阶段的更异质性，这是由于它们不同的生长策略（Fischer等人2012；Knight等人2004），这可能导致同类相食行为（El Husseiny等人2018；Koenraadt和Takken 2003）。实际上，我们的研究结果强调了认真考虑这些措施的重要性，不仅因为它们可能具有成本效益，而且因为它们可能比化学替代品更加可持续。一个重要的未解答问题是，这些效果如何适用于更复杂的生态环境中。也就是说，尽管生物控制有许多优势，但其在自然蚊类繁殖场所的实际有效性仍需进一步研究。自然的短暂生态系统可能在生物和生理化学上比我们使用的生态系统中更为复杂。尽管当前的结果显示了明确趋势，但这种额外的复杂性可能会降低实际影响的程度。例如，开放的自然水体可能会经历持续的重新殖民，根据植被结构等具体因素，可能导致与当前生态系统相比更空间异质的结果。同样，当捕食者的信号可以在更大范围内扩散或混合时，对产卵行为的抑制效果可能会更加短暂。此外，当前的实验没有考虑其他猎物，如Chironomids，这些猎物通常与蚊子幼虫共同存在（Dinithi和Hemantha 2020；Leisnham等人2007；Talaga等人2020）。因此，这项研究没有考虑猎物偏好的影响。然而，目前评估的两栖物种都是机会主义的猎手（Kovács等人2014；Ro?ca等人2013）。由于蚊子幼虫大部分时间都在水面附近（Becker等人2010），它们会持续潜水以躲避捕食者（Awasthi等人2012），并且通常数量较多，因此被认为是容易捕获的猎物。即使在复杂的社群中，它们也可能提供重要的食物来源，这一点从它们在两种两栖动物胃内容物中的相对丰富程度得到了证实（Brodman和Dorton 2006；Tyler 1958）。此外，Cx. pipiens通常选择竞争和捕食压力最小的繁殖地（Alcalay等人2019；Dhileepan 1997），这进一步减少了猎物偏好对捕食者行为的可能影响。当前的实验是在个体层面上评估捕食者的有效性，而没有考虑相对捕食者密度的效应。水生昆虫捕食者可能比两栖动物密度更高。因此，尽管L. vulgaris和P. esculentus个体消耗的幼虫数量更多，但在群体层面这种效应可能不那么明显。特别是当重新评估基于平均捕食者生物量的捕食者有效性时，即每克消耗的幼虫数量（表S6），水生昆虫捕食者在短期内似乎更有效。然而，两栖动物可以在水体之间自由移动，它们的胃能够同时消化大量猎物（Bissattini等人2021；Brodman和Dorton 2006；Tyler 1958），因此可能在中长期内仍然是对蚊子种群有重要影响的捕食者。我们的结果表明，测试的两栖动物是非常有效的蚊子捕食者，无论性别、两栖动物个体大小或水生昆虫捕食者之间都没有明显的差异。将这些发现应用于其他蚊类群组时，必须考虑到蚊子幼虫表现出特定于物种的觅食行为，这些行为影响它们在水柱中的位置（Dadd 1975；Merritt等人1992）。理解这些行为对于评估捕食者有效性至关重要，特别是在捕食行为静态的情景下，需要跨多种蚊类群组和捕食者物种进行全面测试。值得注意的是，大多数蚊子幼虫的主要抵御反应是潜水（Awasthi等人2012；Sih 1986）。我们发现L. vulgaris特别有效地捕食Cx. pipiens、Aedes和Anopheles的幼虫，尤其是在容器底部附近，幼虫在受到干扰时会逃往那里。Pelophylax esculentus则被发现会漂浮在水面等待，我们假设直到幼虫从潜水后重新出现，这与先前的文献一致（Anamaria等人2011；Kovács等人2014）。因此，我们的发现也可能适用于其他类似短暂水体中的蚊子物种。在考虑不同非生物条件下的捕食效果时，重要的是要认识到它们之间的相互作用（Krol等人2019）。通常，浑浊且营养丰富的水域对蚊子幼虫的觅食行为有积极影响（Dadd 1975；Merritt等人1992），从而有利于Cx. pipiens的存活（Boerlijst等人2023）。因此，预计富营养化会影响捕食者杀死蚊子幼虫的能力（Schmutzer等人2008），这可能是通过降低氧气获取（Coffin等人2018）、由于抗捕食行为增加而降低狩猎效率（Tuno等人2004）或基于视觉的狩猎能力减弱（Abrahams和Kattenfeld 1997）来实现的。令人惊讶的是，富营养化水平并没有影响捕食效果，L. vulgaris仍然能够成功捕获蚊子幼虫，这可能是因为捕食者依赖替代的嗅觉或触觉线索（Ranta等人1990）。捕食者对蚊子避免产卵的影响可能比直接杀死幼虫的效果更为重要，这表明捕食者在建立蚊子的恐惧环境方面是成功的（Brown等人1999）。产卵率相对较低，因为成年雌蚊大多拒绝在我们的实验装置附近产卵。这种效果与实验3.1之前的情况相反，当时实验装置用于收集作为猎物的蚊子幼虫。同样，其影响也比盐分、营养可用性或温度等非生物因素的抑制作用更强（Boerlijst等人2023，2024），或者相对于某些水生昆虫捕食者（Eitam和Blaustein 2004；Vonesh和Blaustein 2010；Why等人2016）。这可能是由于Culex由于“全有或全无”的产卵策略而增加了对捕食者避免的选择压力（Day 2016；Vonesh和Blaustein 2010），这意味着在将这些结果外推到使用其他产卵策略的物种（如Aedes和Anopheles）之前需要进一步探索。尽管如此，对于Culex来说，这些结果表明这些捕食者仍然能够控制蚊子种群，即使在两次捕食之间或暂时缺席期间也是如此。总体而言，我们的结果表明，两栖动物捕食者可能是非常有效的蚊子捕食者，无论是在蚊子幼虫还是卵阶段。然而，捕食者物种的相对丰度在其有效性中起着关键作用，这意味着尽管两栖动物的有效性较高，但它们的整体影响可能会因为它们的密度较低而减弱。同样，开放自然系统的复杂性可能会降低实际影响的程度。尽管如此，鉴于它们对产卵率的显著影响以及它们能够在陆地之间移动并在短时间内消化大量猎物的能力（Bissattini等人2021；Brodman和Dorton 2006；Tyler 1958），两栖动物可能在长期内仍然是控制蚊子种群的重要因素。因此，促进湿地和人为景观（如城市蓝色区域）中的本地两栖动物和本地蚊子捕食者可能是“同一健康”策略中控制蚊子的重要组成部分。

作者贡献

S. P. Boerlijst：概念化（平等），数据整理（平等），正式分析（领先），调查（领先），方法论（平等），项目管理（领先），可视化（领先），写作——初稿（领先），写作——审阅和编辑（领先）。A. Ummels：概念化（平等），正式分析（支持），调查（平等），方法论（平等），写作——审阅和编辑（平等）。A. M. Spitzen-van der Sluijs：概念化（平等），正式分析（支持），写作——审阅和编辑（平等）。J. Spitzen：概念化（平等），调查（支持），写作——审阅和编辑（平等）。R. W. Bouman：正式分析（平等），写作——审阅和编辑（平等）。E. Boelee：资金获取（平等），调查（支持），监督（平等），写作——审阅和编辑（平等）。P. M. van Bodegom：正式分析（平等），资金获取（平等），调查（平等），监督（平等），写作——审阅和编辑（平等）。M. Schrama：概念化（平等），正式分析（平等），资金获取（平等），监督（平等），写作——初稿（平等），写作——审阅和编辑（平等）。

致谢

我们感谢莱顿Hortus Botanicus允许我们在其场所进行实验。我们衷心感谢Martha Dellar和Gertjan Geerling在内部审查过程中的帮助。

资金

本出版物是项目“为变化世界中的媒介传播病毒爆发做好准备：一种‘同一健康’方法”（NWA.1160.1S.210）的一部分，该项目部分由荷兰研究委员会（NWO）资助。

伦理声明

所有实验都在RAVON基地的监督下进行。国防安全检查员认为这些实验不受动物实验法规的约束，因为造成的不适可以忽略不计：（i）移动距离在6米以内且时间少于10天，（ii）没有（医疗）干预，（iii）没有长期的食物剥夺，（iv）它们被放归到原始栖息地。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究中使用和分析的原始数据集可在Zenodo repository中免费公开获取：https://doi.org/10.5281/zenodo.11128264，参考编号为10.5281/zenodo.11128264。