近期入侵胡蜂物种对同域分布本地近缘种在本地蚂蚁存在下的竞争效应

《Biological Invasions》：Competitive effects of a recently invading wasp species on a native congener in the presence of native ants

　　

当本地与非本地近缘种利用同一资源时，非本地种可通过竞争排除本地种。为阐明本地蚂蚁对本地与非本地近缘种间竞争互作的影响，研究人员于日本中部设置对照与驱蚁（ant-excluded）陷阱巢（trap nests），实验调查了本地胡蜂 Anterhynchium flavomarginatum 与近期入侵近缘种 Anterhynchium gibbifrons（膜翅目：胡蜂科 Vespidae）的互作。2021年6月至10月，在林缘布设共48个陷阱巢（每巢12根竹管）。其中半数陷阱巢用粘障（sticky barrier）实验排除作为本地捕食者与巢址竞争者的蚂蚁。在288根对照与288根驱蚁竹管中，A. flavomarginatum 分别营巢于5.6%与9.0%，产生43与75个幼虫室（brood cell）；A. gibbifrons 分别营巢于46.2%与51.7%，产生438与562个幼虫室。A. flavomarginatum 的幼虫室数量在陷阱巢水平与竹管水平均与 A. gibbifrons 呈负相关，提示存在对巢址的抢占式竞争（exploitative competition）。驱蚁处理与其他营巢昆虫均未显著影响两物种幼虫室数量，表明本地蚂蚁似不影响竞争互作。然而驱蚁显著提高了 A. flavomarginatum 幼虫室中存活（羽化）率，对 A. gibbifrons 则无此效应。因此，近期入侵的 A. gibbifrons 可能通过对巢址资源的竞争负向影响本地近缘种 A. flavomarginatum，且受本地蚂蚁影响较小。

研究背景与立项依据

生物入侵经全球化进程加剧，非本地种常通过种间竞争与捕食对本地种产生负面效应。当本地与非本地近缘种共享资源时，非本地种可竞争排除本地种，而本地捕食者可能通过生物抵抗（biotic resistance）或天敌释放（enemy release）改变上述竞争结局。既有研究多关注本地植食者对植物竞争的影响，针对本地捕食者对动物近缘种间竞争调控的研究相对匮乏。独居性胡蜂（solitary wasp）作为非本地传入类群，其生态影响长期未被充分评估。Anterhynchium flavomarginatum 为东亚广布本地种，A. gibbifrons 原描自日本中部，结合韩国1974年标本及中国大陆分布记录，被推测为自东亚大陆无意引入（可能经竹制品）的近期扩张种。两物种均为捕鳞翅目幼虫的独居洞巢胡蜂，夏季重叠营巢于死竹管，共享天敌但猎物不同，具备巢址竞争前提。本研究以日本中部兵库县两林缘点为平台，利用驱蚁陷阱巢实验，回答本地蚂蚁是否调节两近缘种竞争及入侵种是否借巢址竞争抑制本地种。

主要技术方法概括

研究人员于2021年6–10月在日本兵库县 Amida-cho 两林缘点（Kitaike 与 Nagao，相距约1 km）布设48个束状陷阱巢，每巢含12根200 mm竹管，分小（均值内径6.4±0.9 mm）、中（11.0±1.3 mm）、大（15.7±1.1 mm）三类口径各4根，挂于树干1.5 m处；半数巢用 Tree Tanglefoot 粘障涂于木棍段实施驱蚁（ant-exclusion），半数为对照（粘剂仅涂侧下表面）。每月复查并补涂，10月回收。实验室剖管鉴定两 Anterhynchium 种（依据预蛹体色）、蚂蚁及其他洞巢蜂蚁，记录营巢有无、幼虫室数、羽化存活与寄生。统计采用广义线性混合模型（GLMMs），陷阱巢水平以地点为随机效应，竹管水平以巢嵌地点为随机效应，考察驱蚁、竹管内径、另一物种营巢/幼虫室数及其他蜂蜂影响，过离散时改用负二项；巢径选择用线性混合模型（LMM）。

研究结果

组成与巢址利用

288根对照与288根驱蚁竹管中，A. flavomarginatum 占5.6%与9.0%（43与75幼虫室），A. gibbifrons 占46.2%与51.7%（438与562幼虫室）。仅1.0%竹管两物种共存。中口径竹管最常被两胡蜂选用；蚂蚁（4种本地种）仅出现于对照巢，占小口径管为主，与胡蜂同管率极低（各1管）。其他洞巢蜂（如 Megachile sp.、Euodynerus nipanicus 等）占比小。

营巢与幼虫室生产

陷阱巢水平两物种营巢与否不受驱蚁等显著影响；竹管水平 A. flavomarginatum 营巢与 A. gibbifrons 存在负相关。幼虫室数在巢水平与管水平均呈两物种间负相关：A. flavomarginatum 幼虫室数随 A. gibbifrons 增多而减少；A. gibbifrons 幼虫室数受竹管内径及其他蜂影响（仅管水平）。A. gibbifrons 选用竹管内径显著大于 A. flavomarginatum（约11.9–12.1 mm vs 10.6–11.1 mm），驱蚁不改变口径选择。

存活与寄生

驱蚁显著提高 A. flavomarginatum 羽化存活（对照48.8%→驱蚁69.3%，巢水平显著），对 A. gibbifrons 存活无作用。寄生者含 Macrosiagon nasutum、Amobia distorta、Megaselia sp.，整体寄生率低；巢水平 A. flavomarginatum 寄生率随其他蜂幼虫室数上升而趋高，A. gibbifrons 无此关联。

讨论部分总结

蚂蚁可作捕食者与巢址竞争者，但本系统里驱蚁不改两胡蜂营巢频率与幼虫室产量，说明蚂蚁对巢址竞争调节弱，可能因研究地蚂蚁密度偏低（对照巢蚁占41.7%，远低于日本其他点87.6%），构成弱生物抵抗，利于 A. gibbifrons 立足。但蚂蚁显著降低本地种后代存活而不影响入侵种，提示入侵种在御蚁入侵或产卵防御上更具优势。两物种幼虫室负关联且同管率仅1.0%，符合抢占式竞争（资源先占而非管内直接干涉）。A. gibbifrons 体型略大且在资源受限时拓展至更大口径竹管，强化先占能力。需注意人工巢阵列中局部竞争不等于种群级排除，自然生境长期监测仍缺。

结论部分翻译

本研究中两 Anterhynchium 种似竞争竹管巢址。虽两物种在竹管水平相互负向影响，但因 A. flavomarginatum 丰度更低，A. gibbifrons 对其作用更强。本地蚂蚁对营巢行为影响有限，但降低 A. flavomarginatum 存活，对 A. gibbifrons 无同等效应。结果表明 A. gibbifrons 受本地蚂蚁生物抵抗较弱，并可借巢址竞争负向影响本地近缘种 A. flavomarginatum。无论 A. gibbifrons 最终归为外来或本土，快速扩张种可借巢址资源竞争影响本地近缘种且受局地天敌影响较小；体型与对本地天敌敏感性差异或可解释竞争表现与扩张力分化。洞巢膜翅目因巢资源可操控、占用可多尺度计量，是竞争、生物抵抗与入侵成功研究的适用模型。本研究发表于《Biological Invasions》。