膳食 DNA 比例作为定量指标监测食鱼燕鸥的食物组成

《Ornithology》：Proportional dietary DNA as a quantitative metric to monitor the diet composition of piscivorous terns

　　

摘要

气候变化和人类影响正在导致物种分布和丰度的变化，常常破坏捕食者 - 猎物关系。监测动物饮食可以阐明这些关系，有可能提供对种群衰退的机制性理解。饮食 DNA 可用于以高分辨率的分类学精度收集物种饮食数据，但迄今为止，它能否提供定量的饮食信息一直限制了其应用。在此，我们比较了多种估算饮食组成的方法，结合了针对普通燕鸥 (Sterna hirundo) 雏鸟的目视观察和饮食 DNA。在 3 个繁殖季节中，我们观察了 S. hirundo 雏鸟的喂食事件，并从同一巢群中的雏鸟那里机会性地收集了粪便样本。我们将粪便样本中猎物的出现频率 (FOO) 和相对读取丰度 (RRA) 与通过目视观察记录的相对生物量进行了比较，发现巢群水平上 RRA 与相对生物量之间具有高相关性 (r = 0.94)。在捕捉相对猎物生物量的年间变化方面，RRA 优于 FOO，而 FOO 估计值相比相对生物量存在高估，使其成为估算 S. hirundo 饮食中猎物物种比例时用处较小的指标。通过模拟，我们还估算了此类研究中为最小化 RRA 与相对生物量之间的误差所需的粪便样本数量。饮食 DNA 提供的高分类分辨率以及 RRA 与相对生物量之间的高相关性表明，饮食 DNA 可以用作监测燕鸥饮食的定量指标。这对于研究猎物鱼类可用性变化对海鸟种群的影响，以及利用海鸟作为生态系统健康的哨兵具有重要意义。由于饮食 DNA 数据可以高效收集，随着我们迈向基于生态系统的渔业管理，它可能提供有关食物网动态和饵料鱼类可用性的关键信息。

通俗摘要

• 全球海鸟种群正在迅速减少，部分原因是气候变化和过度捕捞减少了猎物可用性。为了帮助保护这些鸟类，我们需要了解它们的食谱，但追踪它们的饮食可能具有挑战性。

• 然而，分析鸟类粪便中的 DNA 可以提供一个简单的解决方案。在我们的研究中，我们收集了普通燕鸥 (Sterna hirundo) 雏鸟的粪便样本，并通过粪便中的 DNA 识别了鱼类物种。我们还目视记录了成年鸟喂给雏鸟的鱼类，并将此与我们基于 DNA 的结果进行了比较。

• 分析结果证明 DNA 分析非常准确，成功识别了鱼类物种及其在雏鸟饮食中的相对数量。这与我们对雏鸟被喂食内容的实地观察非常吻合。

• 这种简单但有效的方法可用于提供燕鸥保护方面的宝贵信息，并通过燕鸥饮食追踪饵料鱼类可用性的变化。