《Ecology and Evolution》：Dog Waste Creates a Preference-Performance Mismatch for Urban Dung Beetles
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城市环境使动物暴露于新型条件之下，这可能有利于行为可塑性，但当具吸引力的资源与繁殖成功下降相关联时，也会造成偏好-适合度错配（preference-performance mismatch）。蜣螂（dung beetles）常被视为食性广幅者（dietary
城市环境使动物暴露于新型条件之下，这可能有利于行为可塑性，但当具吸引力的资源与繁殖成功下降相关联时，也会造成偏好-适合度错配（preference-performance mismatch）。蜣螂（dung beetles）常被视为食性广幅者（dietary generalists），但关于其在人为主导栖息地中如何应对食物可及性改变知之甚少。研究人员结合野外调查与室内实验，利用两种家养粪便类型，考察了城市蜣螂Onthophagus orpheus的食性偏好、母体育幼（maternal provisioning）及子代表现。蜣螂强烈偏好犬粪而非牛粪，且饲于犬粪的子代发育更快、羽化为更大成虫。尽管存在这些表观收益，犬粪上的育幼球（brood ball）死亡率高于牛粪两倍以上，近60%育幼球失败，而牛粪上仅25%。因此，成虫最偏好的粪便类型亦伴随最低子代存活率。此种偏好-适合度错配表明，家养犬粪堆积——城市栖息地的普遍特征——可能对城市蜣螂构成广泛却被低估的风险。
研究背景与立项依据
城市化是最迅速且剧烈的环境变化形式之一，使动物暴露于新型资源与改变的生态条件中。行为可塑性可帮助个体应对变异，但也增加陷入进化陷阱（evolutionary trap）的易感性，即动物优先利用最终降低适合度的资源。蜣螂（Coleoptera: Scarabaeidae）因对干扰高度敏感而被广泛用作生态系统健康生物指示类群，其觅食与繁殖紧密依赖哺乳动物粪便。城市化常减少哺乳动物多样性，导致蜣螂丰度与物种丰富度下降；同时引入犬粪等人为资源，其在营养组成上不同于蜣螂演化所适应的原生粪便。尽管蜣螂多被归为广幅取食者，但其对粪便类型存在稳定偏好，且粪便质量强烈影响母体育幼、子代发育与成虫表型。然而，蜣螂如何应对城市环境中食物可及性改变仍不清楚。为此，研究人员以马萨诸塞州中部城市森林中最丰富的蜣螂Onthophagus orpheus为对象，比较犬粪（杂食者）与牛粪（草食者）下的偏好、育幼与子代表现，探查城市犬粪是否构成偏好-适合度错配及潜在进化陷阱。该文发表于《Ecology and Evolution》。
主要关键技术方法
研究人员于2024年4月至11月在美国马萨诸塞州伍斯特市两处城市森林（Hadwen Arboretum与Cascades Park）布设活体 pitfalls 陷阱，每处每半月布设8个（犬粪与牛粪各4），间距≥10 m，诱饵为90 mL冷冻粪便，24 h后回收。2025年6—8月补采样以检验偏好与体型的协变。室内将雌虫单置于PVC繁殖室（填湿沙土、覆90 mL鲜粪）7 d回收育幼球，称质量后单球埋湿沙至羽化，记录发育时间并测前胸宽（prothorax width）为体型代理。统计上，田野偏好用二项检验；体型比较用Welch t检验；繁殖输出、育幼球质量、子代体型与发育时间用线性混合效应模型（LMM，lme4包），雌虫ID为随机效应；死亡率与次级性比（secondary sex ratio, SSR）用卡方检验。
研究结果
3 Results
田间2024年O. orpheus对犬粪强偏好，全季67%个体入犬粪陷阱（452头中），5、6、8、9月显著偏好犬粪，7月无偏好；雌雄无差异，趋粪个体体型无差异。室内繁殖中，雌虫产育幼球数不受体型或粪型影响；育幼球质量受粪型、子代性别及交互作用显著：犬粪球更大，雄虫球大于雌虫，牛粪下性别差更明显。成虫体型受育幼球质量与粪型正向影响：球越大成虫越大，同球质量下犬粪组更大。发育时间受粪型、性别、球质量影响：犬粪组更快（平均62.0天vs牛粪64.6天），雄快于雌，大球耗时更长。育幼球失败者质量与成功者无差，但犬粪死亡率59.3%显著高于牛粪25.0%。次级性比粪型间差异显著：牛粪后代雌偏（SSR=0.15），犬粪近1:1（SSR=0.54）。
讨论与结论翻译
研究证明城市蜣螂O. orpheus繁殖季存在强粪型偏好，且偏好粪型伴随子代高死亡，构成偏好-适合度错配，在城市犬粪富集背景下可视为进化陷阱。成虫整体偏好犬粪（7月高温可能因牛粪高湿而暂失偏好），趋粪者体型无差异说明无体型垄断。犬粪作为杂食者粪，使子代更快、更大，符合高质量粪特征，但被近60%育幼球死亡抵消；雌虫未在犬粪下减少育幼球数且造更大球，故成虫偏好与子代速生不转化为繁殖成功。高死亡机制未明，可能涉及犬粪水分、养分、微生物、寄生虫、兽用药物（如大环内酯类macrocyclic lactones）、微塑料等。粪型还改变SSR：牛粪强雌偏，犬粪近等比；雄出于重球，但研究人员推测犬粪下雌幼更敏感致雌死更多，非适应性性分配所致。综上，家养犬粪这一丰富人为资源在城市蜣螂中制造偏好-性能错配：成虫持续偏好犬粪却伴子代低存活，城市绿地宠物粪堆积或对城市蜣螂构成广泛且低估的风险，可能影响蜣螂群落及其提供之生态功能。
