桡足类是海洋浮游动物群落中普遍存在且多样化的组成部分,在海洋生态系统中发挥着核心作用(Longhurst, 1985; Humes, 1994; Steinberg et al., 2017)。它们通过自上而下的调控作用调节浮游植物的丰度,减轻有害藻华相关的风险(Sommer and Sommer, 2006; Abdulhussain et al., 2021)。此外,作为鱼类幼体主要食物来源,它们通过自下而上的调控作用调节鱼类补充量动态(Turner, 2004; Prokopchuk and Sentyabov, 2006; Kvaavik et al., 2019)。因此,桡足类对于海洋系统中的能量传递、物质循环和渔业补充量至关重要(Kiorboe, 1997; Turner, 2004; Tang et al., 2014)。
摄食是桡足类种群动态的核心,然而许多物种的摄食生态仍知之甚少。硅藻是海洋浮游植物中的优势类群(Malviya et al., 2016; Fontaine and Rynearson, 2023; Pierella Karlusich et al., 2025),Thalassiosira和< />等属是桡足类重要的食物来源(Chang et al., 2014; Liu et al., 2016)。桡足类在全球范围内分布广泛,通常在浮游动物群落中占主导地位,传统上被描述为选择性浮游植物食者,尤其偏好硅藻(Lebour, 1922; Harvey et al., 1935; Sautour et al., 1996; Chen et al., 2010)。然而,证据表明它们的摄食偏好具有多样性:Centropages属物种偏好活动性较强的较大猎物,如幼体和纤毛虫(Calbet et al., 2007; Saage et al., 2009; Boersma et al., 2014);Calanus属中的物种如Calanus sinicus,偏好较大的纤毛虫,可能是为了满足特定的生殖营养需求(Huo et al., 2008; Yang et al., 2009);甚至像Paracalanus parvus这样的小型桡足类也被认为是杂食性的(Chen et al., 2018)。以往研究报告表明,Paracalanus属物种作为小型桡足类,能够摄食较宽粒径范围的猎物(1.5 μm至>150 μm)(Bartram, 1981; Paffenhofer, 1984),并展现出对猎物可获得性的强适应能力(Kleppel, 1993; Pagano et al., 2003; Castellani et al., 2005; Flo et al., 2024)。因此,准确理解桡足类的摄食生态对于精确评估其全球尺度影响的变化至关重要。
桡足类摄食研究主要依赖于间接方法——包括批次培养实验、同位素追踪、肠道色素分析和分子技术(Nejstgaard et al., 2003; Boling et al., 2012)。目前,新方法正被应用于桡足类摄食研究,特别是高速摄影——这是一种展示摄食相关行为从而促进觅食努力分析的技术。首先,基于该技术,桡足类的摄食模式被分为三种类型(伏击型、巡游型和滤食流型),为阐明摄食选择性机制提供了实证和理论基础(Ki?rboe, 2011)。其次,桡足类摄食相关行为通过包括附肢搏动频率(BF)、附肢搏动时间(BT)、摄食时间比例、拒绝率、游泳速度和捕获概率等参数来描述(Jonsson and Tiselius, 1990; Goncalves et al., 2014; Chen and Hwang, 2018; Tyrell et al., 2020; Ding et al., 2023)。Ki?rboe等人(Kiorboe et al., 2018)将摄食时间比例确定为评估桡足类觅食努力的核心指标。基于这些行为学方法,桡足类对不同猎物类型表现出不同的摄食反应。研究表明,检测概率与捕获成功率的乘积可以预测Temora longicornis的猎物粒径谱,在等效球径(ESD)6–60 μm范围内于10和33 μm之间达到峰值(Goncalves et al., 2014)。此外,与摄食适口猎物相比,摄食有毒猎物时桡足类通过不同策略抑制摄食活动:滤食流型摄食者降低搏动频率和搏动时间同时增加拒绝率,而伏击型摄食者则减少跳跃距离和频率(Xu et al., 2017; Xu et al., 2018)。在此基础上,我们可以进一步利用桡足类摄食相关行为来评估不同物种在自然海水环境中的营养级作用。因此,本研究遵循先前研究的方法,使用高速摄影观测到的搏动频率和搏动时间作为摄食相关行为的定量指标,并基于这两个参数的水平来评估觅食努力——参数值越高表明觅食努力越大。
不同桡足类在自然海水中具有特殊的摄食生态位。由于不同粒径的猎物颗粒在自然海水中的浓度呈非均匀分布,应研究桡足类在区域自然海水中的摄食相关行为。本研究通过行为分析定量评估桡足类的觅食努力,利用高速摄影捕捉和测量两个关键参数——搏动频率和搏动时间,从而评估其在摄食不同粒径自然猎物时的行为反应。研究选取了三种常见的桡足类物种(C. sinicus、Centropages dorsispinatus和P. parvus),代表从大到小的不同前体长度的桡足类(Uye, 2000; Sun et al., 2013; Wang et al., 2014; Chen et al., 2018; Shi et al., 2018),它们均为滤食流型摄食者。值得注意的是,本研究是最早将高速行为观测与自然猎物群落相结合的研究之一,而非简化的实验室饲料,使得能够系统地定量分析桡足类在整个自然猎物粒径范围内的摄食相关行为。这种方法为基于行为评估不同桡足类摄食生态提供了直接证据,并有助于揭示潜在的生态位差异。此外,这将有助于解释自然复杂摄食条件下桡足类的行为调控机制——特别是多个粒径等级猎物同时存在且浓度异质的情况。