《Scientific Reports》：Biogeographic variation in the diet of juvenile blacktip sharks across the Galapagos Archipelago
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研究人员为探究加拉帕戈斯群岛不同区域幼年黑鳍鲨(Carcharhinus limbatus)食性差异及其驱动机制，采用非致死性DNA metabarcoding技术分析了其粪便样本。研究发现鲨鱼食性存在显著东西向地理差异，并揭示了ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）气候事件（特别是La Ni?a与El Ni?o）通过影响初级生产力和上升流，进而改变猎物丰度与物种丰富度，最终塑造顶级捕食者营养生态的过程。该研究为预测气候变化下鲨鱼种群动态及制定保护策略提供了关键科学依据。
在广阔的海洋生态系统中，顶级捕食者如鲨鱼扮演着至关重要的角色，它们如同海洋健康的“晴雨表”，其生存状况直接反映了生态系统的平衡与稳定。然而，这些神秘的海洋霸主正面临着前所未有的挑战：过度捕捞持续消耗着它们的种群，而全球气候变化更是带来了复杂且深远的影响。其中，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）等大规模气候振荡事件，能够剧烈改变海洋温度、洋流和生产力，进而扰动整个食物网。为了有效保护鲨鱼，我们首先必须精确理解它们吃什么、食物从哪里来，以及环境变化如何影响它们的“菜单”。这项挑战在像加拉帕戈斯群岛这样生物多样性热点地区尤为紧迫，群岛内部因洋流和地理隔离存在着显著的环境梯度，为研究捕食者食性与环境关系的空间变异提供了天然的实验室。
为了回答“加拉帕戈斯群岛不同区域的幼年黑鳍鲨食性有何差异，以及气候振荡如何影响其食性”这一核心问题，一组研究人员将目光投向了广泛分布于群岛红树林海湾、以此作为育幼场的幼年黑鳍鲨（Carcharhinus limbatus）。他们推测，由于温度、幼虫连通性等因素的空间变异，群岛东部的鱼类物种丰富度可能更高，而捕食者的食谱通常会反映当地猎物的可获得性。因此，研究人员假设：生活在加拉帕戈斯群岛东部的幼年黑鳍鲨，其猎物类群丰富度将高于西部的个体。
研究人员开展了一项横跨群岛的大范围研究。他们从四个岛屿的14个海湾中，采集了107条幼年黑鳍鲨的样本，采样范围覆盖240公里。至关重要的是，研究采用了完全非致死性的方法——通过泄殖腔拭子采集粪便物质，随后对所有鲨鱼进行活体释放。对样本的分析则依托于先进的DNA metabarcoding技术，这项技术能够通过对粪便中残留的DNA进行高通量测序，精确鉴定和量化鲨鱼摄食的猎物种类。
主要研究结果如下：
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幼年黑鳍鲨的核心食谱
通过DNA metabarcoding分析，研究人员成功描绘出幼年黑鳍鲨的详细食谱。最常见的猎物类群是索氏鲻（Mugil thoburni），出现频率占比达20.0%。紧随其后的是各类鱼类，包括臭肚鱼属（Abudefduf，即 sergeant-majors，13.4%）、加拉帕戈斯环尾雀鲷（Stegastes beebei，12.7%）、窄头双髻鲨即锤头鲨（Sphyrna lewini，11.7%）以及黄尾雀鲷（Stegastes arcifrons，10.7%）。这一结果首次在分子水平上系统揭示了该区域幼年黑鳍鲨的摄食偏好。
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食性的地理空间变异
研究证实了食性存在显著的地理差异。在圣克里斯托瓦尔岛海湾采样的鲨鱼，其猎物类群丰富度最高。这一格局与研究人员最初的假设相符，很可能源于猎物可获得性的地理变异，即群岛东部区域总体上更高的鱼类物种丰富度为鲨鱼提供了更多样的食物选择。
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气候振荡对食性的强烈影响
研究发现了气候事件影响鲨鱼营养生态的直接证据。在2021年拉尼娜（La Ni?a）事件期间采样的鲨鱼，其猎物类群丰富度显著高于2023年厄尔尼诺（El Ni?o）事件期间采样的鲨鱼。研究人员分析，这可能是由于厄尔尼诺事件导致初级生产力和上升流减弱，进而引起海洋物种丰富度和丰度的普遍下降，最终限制了顶级捕食者可获得的猎物多样性。
该研究的结论清晰地表明，幼年黑鳍鲨的食性并非一成不变，而是受到地理空间因素和年际气候振荡（特别是ENSO）的共同塑造。在空间上，猎物的可获得性差异导致了鲨鱼食谱的东西向分异；在时间上，厄尔尼诺事件通过削弱海洋生产力，间接降低了鲨鱼猎物类群的丰富度。这一系列发现深化了我们对鲨鱼营养生态及其环境驱动力的理解。
在讨论中，研究者强调了此项工作的深远意义。在过度捕捞和气候变化双重压力下，精确理解鲨鱼的食性及其影响因素，是预测食物网动态变化和猎物可获得性如何影响鲨鱼种群生存能力的关键。本研究不仅为加拉帕戈斯群岛这一独特生态系统的保护提供了具体的科学数据——表明保护需要考虑到捕食者生态需求的时空异质性，更重要的是，它展示了一种非致死性的、高精度的研究方法（DNA metabarcoding）在海洋顶级捕食者研究中的强大应用潜力。这种研究方法最大程度地减少了对受保护或脆弱物种的干扰，使得在大尺度上重复监测、评估气候变化影响成为可能，从而为制定更具韧性、基于实证的鲨鱼保护策略和管理计划奠定了坚实的科学基础。该研究论文已发表于《Scientific Reports》期刊。
