运用入侵生物学框架来预测范围扩张的捕食者的影响

《Ecology》：Applying invasion biology frameworks to predict the impacts of range-expanding predators

全球气候变化导致物种分布改变，研究历史与扩展分布区捕食者（如Acanthinucella spirata和Mexacanthina lugubris）对猎物（ barnacles和mussels）的影响。通过观察和实验发现：捕食者影响呈线性密度关系，扩展区与历史区影响相似但可能增强，证实入侵生物学理论框架的适用性，为预测物种扩散提供管理依据。

　　

摘要

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全球变化正在导致物种的广泛重新分布，预计新的物种将会对其所在接收社区中的种群产生影响。入侵生物学的相关理论为预测这些物种的影响提供了一个框架。具体而言，入侵捕食者的影响被认为是非线性的（在低密度时对每个个体的影响最大），并且在新的分布范围内，其影响会比在历史分布范围内更大。对于这些迁移范围的物种，我们假设其影响与种群数量之间存在非线性关系，并且在新范围内的影响会大于历史范围内的影响（这可能是由于猎物的天真或天敌的释放）。我们的另一种假设是，这些影响在历史分布范围和新扩展范围之间是一致的（这可能是由于历史上与新扩展范围内的物种之间存在共同进化作用）。为了验证这一理论框架在迁移物种中的适用性，我们在两种向极地方向扩张的捕食者——Acanthinucella spirata和Mexacanthina lugubris的历史分布范围和新扩展范围内进行了观察研究和实验。我们评估了这些捕食者对猎物（橡子藤壶和贻贝）的数量和群落多样性的影响，并比较了不同区域之间的影响程度。与非本地入侵物种类似，我们发现这两种捕食者都减少了猎物种群的数量；然而，研究结果支持影响与捕食者密度呈线性关系，并且没有发现随着捕食者密度的增加而对猎物的影响程度有所减弱，同时也没有观察到捕食者对新扩展范围内群落多样性的显著影响。总体而言，捕食者在新扩展范围内的影响与历史范围内的影响基本一致，但在新范围内可能存在更大的影响。通过应用入侵生物学理论框架，我们的研究揭示了历史范围内的物种数量和影响可以作为预测物种分布变化的管理措施的参考指标。

摘要

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全球气候变化正在引发物种的重新分布，这些物种可能会影响新的栖息地中的种群。入侵生物学理论可以为预测这种分布变化的影响提供理论支持。特别是，入侵捕食者的影响被认为是非线性的（在低密度时对每个个体的影响最大），并且在新的分布区域内的影响通常比历史分布范围内更大。我们提出了一种假设，即捕食者的影响与猎物种群的数量之间存在非线性关系，并且在新扩展范围内的影响会大于历史范围内的影响（这可能是由于猎物的无知或天敌的引入）。另一种假设是，捕食者的影响在历史分布范围和新扩展范围内是一致的（这可能是由于历史上与新扩展范围内的物种之间存在共同进化作用）。为了验证这一理论框架的适用性，我们对两种正在向极地方向扩张的捕食者——Acanthinucella spirata和Mexacanthina lugubris的历史分布范围和新扩展范围进行了观察和实验研究。我们评估了这些捕食者对猎物（橡子藤壶和贻贝）的数量和群落多样性的影响，并比较了不同区域之间的影响程度。与非本地入侵物种类似，我们发现这两种捕食者都减少了猎物种群的数量；然而，影响与捕食者密度之间的关系呈线性关系，并且没有发现捕食者密度增加时对猎物影响的减弱。此外，我们没有观察到捕食者对新扩展范围内群落多样性的显著影响。总体而言，捕食者在新扩展范围内的影响与历史范围内的影响基本一致，但在新范围内可能存在更大的影响。通过应用入侵生物学理论框架，我们的研究表明，历史范围内的物种数量和影响可以作为预测物种分布变化的管理措施的参考指标。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

Beshai等人（2025）的研究数据和代码可在Dryad平台上获取，链接为：https://doi.org/10.5061/dryad.83bk3jb3k。