《Insectes Sociaux》:Aleocharinae termitophiles are affected by habitat fragmentation in deciduous dry forests
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本研究针对人为栖息地片段化如何影响与Constrictotermes cyphergaster白蚁巢共生的专性蚁客甲虫(Aleocharinae亚科)展开。通过系统采集38个白蚁巢样本,发现边缘效应显著降低Corotoca(physogastric型)和Termitocola(limuloid型)两类蚁客甲虫的丰度,且巢穴距离边缘越远,甲虫数量越多。结果揭示专性共生生物对生境干扰的高度敏感性,强调边缘效应研究中需关注共生关系的特异性。
在热带干旱森林中,人类活动导致的栖息地片段化正持续改变自然景观的结构。道路建设等工程虽促进区域经济连接,却使森林被切割成孤立片段,形成独特的"边缘区域"。这些边缘地带因微气候条件剧变,对野生动植物产生深远影响,尤其对活动范围受限的生物构成严峻挑战。社会性昆虫如白蚁,因其巢穴固定且常年活动,对边缘环境变化尤为敏感。更值得关注的是,白蚁巢内栖息着大量特化共生生物,例如专性蚁客甲虫(Aleocharinae亚科),它们与宿主形成紧密的依存关系,其生存状态可能成为评估生态系统健康的关键指标。
为探究边缘效应如何通过白蚁巢影响专性共生生物,研究团队以巴西伊塔图巴的落叶性干旱森林为研究区,聚焦于筑巢树种Constrictotermes cyphergaster的白蚁巢系统。该区域四十年来虽停止采伐,但仍被农业牧区包围,且存在人工道路形成的硬质边缘。研究选取38个独立白蚁巢(巢间距≥30米),通过地理定位记录每个巢与森林边缘的距离,并系统解剖巢体,收集内部共生的两种典型蚁客甲虫:具physogastric(腹部膨大型)形态的Corotoca fontesi和limuloid(鲎形防御型)形态的Termitocola silvestrii。
研究采用广义线性混合模型(GLMM)分析甲虫丰度与边缘距离、形态类型的关系,并引入巢穴编号作为随机效应变量,以控制巢间固有差异。结果显示,Termitocola的平均丰度(92只/巢)显著高于Corotoca(25只/巢),但两类甲虫均呈现随边缘距离增加而丰度上升的趋势。模型进一步证实,边缘距离与甲虫属类对丰度存在显著交互作用,且巢间变异占总体方差的35%,表明白蚁巢本身的特性(如群落规模、健康状态)也对蚁客甲虫种群有重要影响。
主要技术方法
研究通过野外巢穴地理定位、系统解剖采样及形态学鉴定,获取蚁客甲虫丰度数据;利用广义线性混合模型(GLMM)分析边缘距离与形态类型对丰度的影响,并以巢穴ID作为随机效应控制巢间差异;通过DHARMa包进行模型残差检验,确保数据分布符合泊松假设。
研究结果
1. 边缘距离与甲虫丰度的关系
巢穴距离森林边缘越远,两类蚁客甲虫的丰度均显著增加。在最近边缘的巢中,甲虫数量最低,而森林内部巢穴的甲虫数量可达边缘区域的3倍以上。
2. 形态类型的响应差异
尽管limuloid型(Termitocola)甲虫具较强防御形态及潜在飞行能力,其丰度受边缘效应的负面影响与physogastric型(Corotoca)无显著差异,推测可能与二者均依赖宿主完成生活史有关。
3. 巢间变异的重要性
随机效应分析显示,不同白蚁巢本身的特性(如群落规模、巢龄或微生境)对蚁客甲虫丰度有显著影响,强调巢内生态动态在评估边缘效应时不可忽视。
本研究首次揭示边缘效应通过白蚁巢系统间接影响专性蚁客甲虫的种群规模。尽管白蚁巢被认为可缓冲外部环境压力(如火灾、季节变化),但专性共生生物因生活史高度依赖宿主,其幼虫期或扩散阶段仍暴露于边缘环境的不利因素(如天敌增加、微气候不适)。与泛性共生物种相比,专性蚁客甲虫对生境干扰的反应更接近瘿蚊等特化昆虫,其生存受到扩散限制、宿主质量下降及外部威胁的多重制约。成果强调在边缘效应研究中需关注共生关系的特异性,并为干旱森林生物多样性保护提供理论依据。