宏条形码技术揭示了爱尔兰这种以牧场为主的独特欧洲栖息地中蝙蝠的饮食模式

《Ecology and Evolution》：Metabarcoding Reveals the Dietary Patterns of Bats Within a Unique European Habitat, the Pasture-Dominated Landscapes of Ireland

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　　本研究聚焦于两种常见的蝙蝠物种——长耳蝙蝠（*Plecotus auritus*）和 soprano 蝙蝠（*Pipistrellus pygmaeus*）在爱尔兰以牧场为主的景观中的食性差异。通过三年（2021-2023）对12个母性栖息地的排泄物进行非侵入性采集，并结合代谢条形码与下一代测序技术，我们对这两种蝙蝠的捕食行为和生态角色进行了深入分析。研究结果揭示了它们在食物选择上的显著差异，同时也展示了景观特征、时间因素以及栖息地类型对蝙蝠饮食组成和多样性的影响。

### 食性与生态角色

蝙蝠作为生态系统中的关键捕食者，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。它们以多种节肢动物为食，如昆虫、蜘蛛和其他小型无脊椎动物，这种广泛的食性不仅有助于控制害虫数量，还对农业和自然生态系统的健康至关重要。然而，不同蝙蝠物种的捕食策略和偏好却存在显著差异。例如，长耳蝙蝠展现出较强的灵活性，其食物来源广泛，包括392种节肢动物物种，其中鳞翅目昆虫（Lepidoptera）占62%，双翅目（Diptera）占31%。这种多样性表明，长耳蝙蝠能够根据周围环境的变化调整其捕食行为，以适应不同类型的猎物。

相比之下，soprano 蝙蝠则表现出更明显的专一性，其食物来源主要集中在双翅目昆虫上，占比高达83%。这说明 soprano 蝙蝠在捕食行为上更依赖于特定类型的猎物，其食物选择可能受到栖息地的强烈影响。尽管两种蝙蝠都广泛分布于爱尔兰，但它们的捕食策略差异显著，这可能与它们的生态位和环境适应能力有关。

### 景观与时间因素的影响

研究还发现，景观特征和时间因素对蝙蝠的饮食组成和多样性具有重要影响。在所有采样栖息地中，草地占据了主导地位，平均占比达到47.6%。然而，某些栖息地的草地产量较低，例如位于保护区的栖息地，其草地覆盖率低于15%。这些差异可能影响蝙蝠的捕食选择，因为不同的植被类型会支持不同的节肢动物群落。

此外，时间因素同样显著影响蝙蝠的饮食结构。在不同繁殖阶段，如妊娠期、哺乳期和哺乳后，蝙蝠的捕食行为会发生变化。例如，在某些栖息地中，双翅目昆虫的捕食比例在哺乳期显著上升，这可能与猎物的可获得性或蝙蝠自身的能量需求有关。研究还发现，不同年份之间的捕食模式存在差异，但这种差异在不同栖息地之间并不一致，这表明某些栖息地的环境变化可能对蝙蝠的饮食产生更深远的影响。

### 采集与分析方法

为了获得蝙蝠的捕食数据，研究人员在爱尔兰的12个母性栖息地中采集了超过4627个排泄物样本。这些样本在三个时间段内进行采集：妊娠期、哺乳期和哺乳后，以确保对蝙蝠全年捕食行为的全面了解。通过非侵入性方法，研究人员能够在不干扰蝙蝠的情况下收集样本，并利用硅胶珠保存样本以防止DNA降解。所有样本均在-20°C下保存，以确保DNA的完整性。

在DNA提取和测序过程中，采用了严格的质量控制措施，包括使用96孔板进行提取、紫外线消毒和PCR过程中的交叉污染预防。通过两种针对线粒体DNA的引物组（COI基因区域），研究人员能够准确识别蝙蝠和猎物的物种。同时，利用生物信息学工具，如BLAST、VSEARCH和R脚本，对测序数据进行了深入分析，以确保结果的可靠性。

### 结果与分析

研究结果显示，长耳蝙蝠的捕食种类数量和多样性较高，而 soprano 蝙蝠则更倾向于捕食双翅目昆虫。在某些栖息地中，这种偏好表现得尤为明显，例如在Killmore栖息地，双翅目昆虫的比例显著高于其他地点。这种差异可能与栖息地的特定条件有关，如植被类型、猎物密度或环境变化。

对于长耳蝙蝠，其捕食种类在不同栖息地之间表现出显著的多样性。某些栖息地的捕食种类数量甚至达到了17种，这表明在某些环境中，蝙蝠能够利用更丰富的猎物资源。然而，在其他栖息地中，捕食种类的数量相对较少，这可能反映了当地生态系统的限制。

soprano 蝙蝠的捕食模式则更加一致，尤其是在双翅目昆虫上表现出高度依赖性。其捕食种类在不同栖息地之间的变化较小，这表明其捕食行为可能受到更严格的生态限制。尽管如此，soprano 蝙蝠的捕食种类仍然表现出一定的灵活性，能够在不同季节和栖息地之间调整其食物来源。

### 与以往研究的对比

与其他欧洲国家的研究相比，爱尔兰的蝙蝠食物多样性较低。例如，在德国和英国，某些蝙蝠物种的捕食种类数量显著高于爱尔兰。这可能与爱尔兰的草地为主景观以及相对较低的节肢动物多样性有关。此外，soprano 蝙蝠在爱尔兰的捕食种类数量虽然较高，但某些常见于其他地区的重要昆虫种类（如果蝇）在爱尔兰的捕食记录较少，这提示我们可能需要进一步调查当地的节肢动物群落。

研究还发现，蝙蝠的捕食行为不仅受到景观特征的影响，还受到时间因素的调节。例如，在某些栖息地中，不同年份的捕食种类数量和组成存在差异，这可能与气候变化、农业活动或生态系统变化有关。然而，这种变化在不同栖息地之间并不一致，说明某些栖息地可能比其他栖息地更容易受到环境变化的影响。

### 生态意义与未来研究方向

这些发现对理解蝙蝠在生态系统中的作用具有重要意义。长耳蝙蝠的广泛食性使其能够适应多种环境，而 soprano 蝙蝠的专一性则可能使其在节肢动物资源减少的环境中面临更大的生存压力。因此，保护蝙蝠栖息地的多样性对于维持其生态功能至关重要。

此外，研究还强调了生态系统的复杂性。不同蝙蝠物种的捕食行为受到多种因素的影响，包括栖息地类型、季节变化和年际差异。这些因素共同作用，决定了蝙蝠的捕食选择和生态位宽度。因此，未来的蝙蝠研究应结合更广泛的生态数据，以更好地理解其在不同环境中的适应能力。

### 研究局限与改进方向

尽管本研究提供了重要的生态见解，但仍存在一些局限性。首先，测序方法可能对某些节肢动物类群的检测存在偏差，尤其是那些在COI基因区域中表现相似的物种。其次，本研究主要依赖于排泄物中的DNA，这可能无法全面反映蝙蝠的捕食行为，尤其是成年雄性蝙蝠的捕食情况。此外，数据采集的不平衡可能影响结果的可靠性，因此未来的研究应增加样本数量，并确保不同栖息地和物种之间的数据均衡。

最后，本研究也指出了生态研究中需要考虑的其他因素。例如，节肢动物的出现时间和数量可能影响蝙蝠的捕食行为，而这些数据目前尚未完全纳入分析。因此，未来的研究应结合更详细的生态数据，如节肢动物的种群动态，以更全面地评估蝙蝠的生态角色。

### 总结

综上所述，本研究揭示了长耳蝙蝠和 soprano 蝙蝠在爱尔兰以牧场为主的景观中的捕食行为差异。长耳蝙蝠表现出较高的食物多样性，能够适应多种环境，而 soprano 蝙蝠则更依赖于双翅目昆虫。这些差异可能与它们的生态位、栖息地类型以及环境变化有关。研究还强调了景观特征和时间因素对蝙蝠饮食的重要影响，为未来的生态研究和保护策略提供了重要的参考。通过进一步的研究，我们能够更全面地理解蝙蝠在生态系统中的作用，并制定更有效的保护措施。