DNA宏条形码分析揭示两种同域共存的非本地入侵淡水物种的食性与营养生态位重叠

《Biological Invasions》：Diet and trophic niche overlap of two non-native invasive freshwater species living in sympatry as revealed by DNA metabarcoding

　　

摘要

外来物种可能造成本重大的生态和社会经济影响。在葡萄牙，两种外来小龙虾物种——Procambarus clarkii（克氏原螯虾）和Pacifastacus leniusculus（信号小龙虾）——可以以同域分布的方式共存。两者均为广食性和机会性捕食者，其营养位可能存在重叠。因此，了解它们的食性是评估其对本地生物多样性潜在影响的关键。在本研究中，我们利用DNA宏条形码技术调查了葡萄牙东北部萨博尔河流域中P. clarkii和P. leniusculus的食性组成及营养位重叠情况。两个物种的食性均较为多样，包括植物和动物。分别使用trnL和COI标记物共鉴定出190个和117个猎物条目（OTUs）。我们的结果表明，这两种外来小龙虾消耗了大量在生态中发挥关键作用的物种，包括未受干扰环境的指示物种，从初级生产者和滤食者到碎屑食者和捕食者均有涉及。与其他研究不同，我们发现与小龙虾体型或性别相关的食性差异并不显著。食性组成主要因采样地点而异，进一步证实了其机会性摄食行为的假说。两个物种之间观察到较小的食性差异，总体上表现出高度的营养位重叠（Pianka指数：87%）。我们的发现还表明，目前存在一种平衡，使P. clarkii和P. leniusculus能够共存；然而，如果猎物丰度下降，这种平衡可能会被打破，从而加剧种内和种间竞争。此外，鉴于这些小龙虾摄食了多种出水昆虫，其影响可能延伸至邻近的陆地生态系统。尽管存在一些可能的局限，例如可能检测到间接摄食物种的DNA（如通过猎物的胃内容物）或来自水体的环境DNA，本研究证明了DNA宏条形码技术在表征淡水物种种食性及揭示外来物种生态效应方面的实用性。所获得的见解，如物种间的潜在竞争以及对更脆弱地点或分类群的识别，可以为更明智的保护和管理决策提供依据，促进高效诱饵的开发或食性转变的评估。