《Ibis》:Dietary selectivity mediates niche overlap and interspecific competition in a reedbed warbler community in southern Europe
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同域物种预计会沿着一个或多个生态维度差异性地利用资源。当存在多个维度的部分分离时,这可能会变得复杂,例如鸟类物种在栖息地利用和饮食方面表现出相似性。研究人员使用DNA宏条形码(DNA metabarcoding)检查了三种同域莺的饮食:迁徙的欧亚芦苇莺(Acr
同域物种预计会沿着一个或多个生态维度差异性地利用资源。当存在多个维度的部分分离时,这可能会变得复杂,例如鸟类物种在栖息地利用和饮食方面表现出相似性。研究人员使用DNA宏条形码(DNA metabarcoding)检查了三种同域莺的饮食:迁徙的欧亚芦苇莺(Acrocephalus scirpaceus)和大苇莺(Acrocephalus arundinaceus),以及留鸟塞氏莺(Cettia cetti),它们在西班牙加泰罗尼亚的芦苇床中繁殖。尽管这三种鸟类的饮食部分重叠,但每种鸟类都消耗了一些不同的猎物分类群,和/或以不同频率消耗关键物种。与欧亚芦苇莺相比,大苇莺消耗了更大比例的大型猎物,而塞氏莺消耗了更大比例的陆生物种。总体而言,这些结果表明,通过物种特异性的猎物选择性,莺类之间在饮食生态位方面存在一定程度的分离,这可能解释了它们在加泰罗尼亚芦苇床中的共存。研究人员的发现对于理解在气候变化和全球无脊椎动物衰退的双重相关威胁下,芦苇莺未来的竞争压力和共存具有重要意义。
资源分配理论(resource partitioning theory)预测,同域物种应沿一个或多个生态维度(如栖息地、食物)表现出资源利用差异,以减少竞争并促进共存。在南欧芦苇床生态系统中,三种莺类——欧亚芦苇莺(Acrocephalus scirpaceus)、大苇莺(A. arundinaceus)和塞氏莺(Cettia cetti)——常同域繁殖,但传统基于硬部分析(hard-part analysis)的食性研究分辨率低,难以区分其精细的饮食生态位差异,且易遗漏软体猎物。此外,气候变化和全球无脊椎动物衰退的双重威胁可能加剧资源竞争,理解这些物种的饮食选择机制对评估其脆弱性至关重要。研究人员利用DNA宏条形码(DNA metabarcoding)技术,首次高分辨率解析了这三种莺类的饮食组成,旨在揭示其饮食选择如何介导生态位重叠与种间竞争,并探讨共存机制。该研究发表于《Ibis》。
**主要技术方法**:研究人员于2018年繁殖季在西班牙加泰罗尼亚的四个芦苇床站点(Aiguamolls de l'Empordà、Llobregat Delta、Reserva Natural de Sebes和Canal Vell)通过雾网捕获鸟类并收集粪便样本。采用DNA宏条形码技术,从粪便中提取DNA,扩增无脊椎动物COI基因片段并进行高通量测序(HTS),通过BLAST+进行物种鉴定和生物信息学过滤。统计上,使用Pianka重叠指数(Ojk)和零模型评估饮食重叠,基于Hill数(q=2)评估核心饮食生态位宽度,利用多变量广义线性模型(manyglm)分析饮食组成差异,并比较猎物体长及水生猎物比例。
**研究结果**:
- **Warbler diet(莺类饮食)**:通过DNA宏条形码检测到30,035个独特分类单元,其中85.1%鉴定至种级。三种莺的猎物组成存在差异:欧亚芦苇莺食谱中摇蚊科(Chironomidae)频率最高,大苇莺常取食大型猎物如灌木螽斯(Ruspolia nitidula),而塞氏莺食谱涵盖更多陆生节肢动物目(如啮虫目、半翅目、蜘蛛目)。
- **Dietary overlap(饮食重叠)**:Pianka重叠指数显示,欧亚芦苇莺与大苇莺重叠显著较高(Ojk=0.45,P=0.002),大苇莺与塞氏莺重叠显著低于随机预期(Ojk=0.23,P=0.001),欧亚芦苇莺与塞氏莺重叠中等(Ojk=0.40,P=0.04),但后者对采样变异敏感。bootstrap重抽样支持前三者结果稳健。
- **Dietary niche breadth(饮食生态位宽度)**:基于Simpson多样性(q=2)标准化至50%样本覆盖度,塞氏莺核心饮食生态位最宽(106.3种有效猎物),欧亚芦苇莺次之(75.9),大苇莺最窄(45.8),置信区间不重叠,表明差异显著。
- **Predictors of diet composition(饮食组成的预测因子)**:多变量模型(manyglm)显示,物种和站点均显著影响饮食组成(P=0.001)。NMDS图示表明种间饮食分离,单变量检验仅Ochlerotatus caspius(一种蚊虫)频率在物种间显著差异(LRT=12.8,P=0.042),而多个猎物物种在不同站点间频率差异显著。
- **Prey size and selection of aquatic prey(猎物大小与水生猎物选择)**:GLM分析表明,大苇莺平均猎物体长(16.1 mm)显著大于欧亚芦苇莺(7.7 mm)和塞氏莺(7.9 mm)(P<0.001),后两者无显著差异。欧亚芦苇莺水生猎物比例(37%)显著高于塞氏莺(17%)(P=0.0054),大苇莺居中(29%),且站点效应显著。
**讨论与结论**:讨论部分指出,饮食重叠程度反映了最优觅食理论(optimal foraging theory):三种莺共享丰富猎物(如摇蚊)导致中等重叠,但物种特异性猎物选择仍维持分离。大苇莺最窄的生态位与其更特化的水生栖息地利用一致,而塞氏莺最宽生态位归因于其更广泛的陆生栖息地利用和泛化食性。猎物大小差异与体型及能量需求相关:大苇莺利用其较大体型取食大型猎物,而小体型莺类因处理成本避免大型猎物。水生猎物(如摇蚊)富含n-3长链多不饱和脂肪酸(n-3 LC-PUFAs),对鸟类发育重要,其供应受气候变化威胁。研究结论原文翻译如下:这三种研究物种通过多种机制分割猎物,尤其是(i)分类群、(ii)猎物大小和(iii)消费的水生猎物比例。后两种机制在区分大苇莺(更大的猎物体型)和塞氏莺(陆生猎物)的饮食中尤为重要。未来几十年,气候变化可能驱动欧洲湿地中同域莺类更强的资源分配;然而,选择可能继续有利于能够追踪当地猎物可用性并机会性地利用不同猎物群的泛化物种。