综述：蝙蝠食性分析研究进展：方法、应用与未来展望

《Biology》：Research Progress in Bat Dietary Analysis: Methods, Applications, and Future Perspectives Qiulin Guo, Yingying Liu, Sen Liu and Yang Geng

这篇综述系统梳理了蝙蝠食性分析方法（从传统形态鉴定、稳定同位素分析到主导当前领域的DNA宏条形码技术）的发展历程与核心技术要点，阐述了其在揭示蝙蝠（食虫、食果、食蜜、食肉及食血性等类群）生态功能、评估生态系统服务价值（如害虫控制、授粉、种子传播）以及构建食物网、监测环境变化响应等方面的关键应用。文章指出，整合多种技术是全面解析蝙蝠营养生态学的有效途径，并展望了长读长测序、多组学整合、参考数据库扩展及“一体化健康”（One Health）应用等未来研究方向。

　　

饮食分析方法

传统形态学方法依赖于在粪便或胃内容物中识别猎物残骸的诊断性形态特征。尽管该方法在评估猎物大小和生物量方面具有优势，但其存在明显的局限性，包括分类学分辨率低、对软体猎物存在检测偏差，并且严重依赖专业知识，耗时耗力。

稳定同位素分析利用食物网中天然同位素的预期分馏，提供了互补的时间整合饮食信息。碳同位素比值（δ¹³C）可追踪初级生产来源，而氮同位素比值（δ¹⁵N）则能估计营养级。硫同位素比值（δ³⁴S）有助于识别栖息地使用模式。该方法可以提供长期的平均饮食同化情况，但分辨率较粗，仅限于区分饮食类别而非特定物种，并且需要特定物种的校准。

DNA条形码和宏条形码技术彻底改变了蝙蝠营养生态学研究。DNA条形码使用标准化的遗传标记（如动物的COI基因和植物的rbcL、matK、ITS2标记）进行物种鉴定。DNA宏条形码将这一原理与高通量测序（HTS）平台相结合，能够从复杂的粪便样本中同时识别多种猎物类群。其工作流程包括非侵入性粪便样本收集、DNA提取、引物选择、高通量测序和生物信息学处理。这种方法提供了极高的分类学分辨率，但存在一些技术挑战和偏差，如DNA降解、消化差异导致的偏差、PCR扩增偏差、宿主DNA抑制、参考数据库不完整，以及从序列丰度推断生物量方面的局限性。

各食性类群的研究进展

在食虫性蝙蝠方面，DNA宏条形码研究以前所未有的精度记录了主要农业害虫的捕食情况，为生态系统服务量化提供了支持。研究表明，蝙蝠的食性存在显著的时空变化，如季节性迁移、栖息地特异性变化以及同域物种间的资源分配。然而，分子研究揭示的“超多样性”可能部分反映了二次捕食或环境DNA污染的假象，并且热带地区由于节肢动物参考数据库不完整，相关知识存在显著差距。

对于食果性蝙蝠，分子方法揭示了比形态学研究更为复杂的植物-蝙蝠相互作用网络。蝙蝠是先锋植物（如Cecropia、Piper、Solanum、Ficus）的关键种子传播者。分子数据显示，食果性蝙蝠的食性比传统上认为的更为灵活，但某些物种对特定植物（如无花果）的专一性依然存在。当前的一个关键挑战是区分核心营养依赖和偶然摄入，以及辨别传播的种子与仅被取食果肉后丢弃的种子。

在食蜜性蝙蝠的研究中，从皮毛和粪便中进行花粉宏条形码分析，可以记录观察方法无法检测到的授粉相互作用。蝙蝠为数百种植物（包括具有经济价值的作物，如龙舌兰、榴莲）提供授粉服务。网络分析揭示了嵌套的授粉结构。然而，花粉的分子检测可能捕获环境污染物，因此需要结合经验数据来确认功能性的授粉作用。

食肉性和食血性蝙蝠的食性分析面临独特挑战。分子方法对于识别缺乏诊断性硬结构的脊椎动物猎物至关重要。例如，光谱蝠是顶级捕食者，而毛腿蝠则选择性捕食鸣叫的青蛙。对于吸血蝠（如普通吸血蝠），血液食物鉴定对于了解宿主选择和疾病（如狂犬病）传播动态至关重要。研究还记录了当首选宿主稀缺时，毛腿吸血蝠可转向吸食人血。由于捕食者与猎物在系统发育上关系密切，宿主阻断引物的使用可能带来偏差，这是需要克服的方法学挑战。

生态与保护应用

分子食性数据使得能够以前所未有的分辨率构建定量食物网，绘制蝙蝠-猎物相互作用图。通过量化网络指标，可以识别关键猎物物种，并预测在生物多样性丧失情景下蝙蝠群落的变化。生态位分配分析通过量化饮食重叠，检验了同域物种间的共存机制。

饮食分析为监测环境变化的影响提供了灵敏的指标。例如，森林破碎化和农业集约化会显著改变猎物群落和蝙蝠的取食模式，从而影响其饮食丰富度。气候变化通过影响节肢动物的物候、丰度和分布间接影响蝙蝠。城市蝙蝠种群则表现出食性适应性，如利用灯光吸引的昆虫和与人类共生的猎物。

在保护管理方面，食性数据对于识别关键栖息地（包括觅食区）、量化生态系统服务价值、为恢复规划和农业环境计划设计提供信息至关重要。对于受威胁物种，饮食指标可以在种群数量下降显现之前检测到种群压力。

未来方向

蝙蝠食性分析领域的方法学正不断发展。以PacBio HiFi和Oxford Nanopore Technologies（ONT）为代表的长读长测序平台有望解决短读长平台的许多限制，提高物种分辨率并减少嵌合体形成，但其更高的错误率或成本等限制仍需克服。便携式纳米孔设备为偏远生物多样性热点地区提供了现场分析的可能性。定量方法（如添加内标和数字PCR）可能提高丰度估计的准确性。人工智能和机器学习的应用有望进一步改变饮食数据分析。

鉴于单一方法无法提供完整的饮食特征，多方法整合成为当前最佳实践。结合宏条形码（高分类分辨率）与稳定同位素分析（时间整合和营养背景），并与形态学数据（提供猎物大小信息）相融合，可以更全面地描述蝙蝠营养生态学。

全球研究重点需要解决地理偏差问题。目前研究过度偏向温带地区，而热带地区蝙蝠多样性最高但数据库覆盖率不足。这需要通过协调的区域性条形码计划、公平的合作资助模式、协议标准化和长期的饮食监测计划来解决。

从“一体化健康”视角看，蝙蝠饮食生态学通过多种途径与疾病生态学相交。猎物消耗使蝙蝠暴露于猎物种群中传播的病原体，饮食通才可能遇到多样化的病原体来源。吸血蝠的宿主识别为狂犬病管理提供信息。在热带地区，由环境驱动的饮食变化（如森林砍伐迫使果蝠转向农田和城市觅食）会增加人畜共患病的溢出风险，例如尼帕病毒和亨德拉病毒的传播。此外，对食虫蝙蝠粪便的食性监测，可以作为非侵入性的病媒监测工具，用于追踪蚊、蜱等病媒的时空分布，结合环境病原体筛查，可构建人畜共患病溢出风险的早期预警系统。