The Innovation | 捕食行为创新促进外来鸟类入侵

导 读

动物捕（觅）食行为创新在入侵成功中的作用一直备受关注。然而，前期研究大多基于脑容量等间接指标；或者主要在区域尺度开展，全球普适性规律及其地理变异尚不清晰；同时，与引种和栖息地水平因素相比，行为创新的相对重要性知之甚少；再者，行为创新包括捕食对象创新和捕食技能创新，两个过程孰更重要亟待揭示；最后，行为创新可能在系统发育上高度保守，需要考虑系统发育基础上探讨其作用机制。

外来物种入侵严重影响全球生物多样性和经济可持续发展，了解影响外来物种入侵成功的因素，进而对高风险入侵物种进行早期防控至关重要。从达尔文时代，科学家就在“引种事件水平”（如繁殖体压力、引种方式、定居时间），“入侵地水平”（如气候等栖息地适宜性、种间互作如历史入侵的熔断效应、地理异质性），“物种特征水平”（如外来种的生活史对策、原产地分布区大小）等方面发展了大量理论假说。然而，从动物行为学角度，在控制上述因素基础上，外来动物行为可塑性在入侵成功中的作用一直缺少深入探讨。

在众多动物行为类型中，捕（觅）食行为是反映物种生存能力的基础指标。外来动物在新环境中识别和捕获食物的创新能力理论上会直接影响它们对新环境的快速适应过程，进而影响其入侵成功。尤其是鸟类物种，其丰富的捕食行为和全球广泛的外来入侵种群为我们探索动物行为可塑性与入侵成功的关系提供了难得的机会。

图1 外来鸟类捕食行为创新与其建群成功紧密相关（全球不同鸟类图片引自网络）

中国科学院动物研究所动物入侵生态学研究组和鸟类行为功能与进化研究组开展合作，以全球247种外来鸟类在199个国家或地区的9899次成功建群事件和2370次失败建群事件为研究对象，发现有些鸟类表现出更高的建群成功率，这些鸟类也普遍具有较强的捕食行为创新性（图1a）；在综合控制繁殖体压力、气候匹配、历史入侵熔断、种群增长率指标及不同鸟类谱系发育关系基础上，研究人员发现捕食行为创新对外来鸟类在新地区的成功建群具有重要作用（图1b）；进一步将捕食行为创新分解为对新环境中不同于原产地的新食物的识别和利用能力（即“捕食对象创新”），以及不区分新/旧食物、但在面对难以获取食物时的搜寻和处理能力（即“捕食技能创新”）后，发现相对于“捕食对象创新”，“捕食技能创新”对外来鸟类建群成功更加重要（图1c，d），这意味着成功建群的鸟类具有从不同技能上扩展其食谱的潜力，如何获取到食物比具体选择哪些食物对外来鸟类在新地区能否成功建群更为关键。

总结和展望

该研究有助于更加深入的理解动物行为可塑性对外来物种入侵成功的影响，并为预测外来物种以及本土物种在当今“人类世”环境加速变化下的快速响应提供了新的视角。未来结合模拟自然的受控实验，将有助于进一步揭示动物行为创新性对入侵成功的影响机制。

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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(21)00092-8

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第二卷第四期以Report发表的“Behavioral innovation promotes alien bird invasions” (投稿: 2021-01-22；接收: 2021-08-19；在线刊出: 2021-09-10)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100167

引用格式：Wang D., Liu X. (2021). Behavioral innovation promotes alien bird invasions. The Innovation. 2(4),100167.

作者简介

刘宣，中国科学院动物研究所研究员，动物入侵生态学研究组组长，中国科学院青年创新促进会优秀会员。通过野外调查-受控实验-生态模型，在不同时空尺度开展动物入侵生态学和保护生物地理学研究工作。

王代平，德国马普研究所/慕尼黑大学博士、博士后。中国科学院动物研究所研究员，鸟类行为功能与进化研究组组长。研究方向为1）大数据人工智能、基因组测序时代下行为生态学；2）种群数量遗传与进化学；3）系统比较生物学。主要以鸟类为研究对象，采用上述方法来研究鸟类行为生态、重要表型的遗传和进化机制，以及生物多样性的维持和保护等科学问题。旨在为保护自然生态环境和野生动物提供更好的具体策略和措施，促进人与自然和谐共处。

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