在熱帶雨林中，果實(shí)是眾多鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物賴以生存的關(guān)鍵食物。然而，在龐大而復(fù)雜的森林里，科學(xué)家們?nèi)绾卧诓灰蕾嚭臅r(shí)費(fèi)力的長(zhǎng)期觀察和陷阱調(diào)查的情況下，揭示關(guān)鍵食物資源與動(dòng)物分布之間的關(guān)系?針對(duì)這一難題，中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱“版納植物園”)森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與動(dòng)態(tài)研究團(tuán)隊(duì)利用空氣環(huán)境DNA技術(shù)(airborne eDNA，以下簡(jiǎn)稱“空氣eDNA”)，在西雙版納20公頃森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)樣地中，探究了果實(shí)資源對(duì)食果動(dòng)物分布的直接影響。

通過(guò)在樣地內(nèi)布設(shè)20臺(tái)空氣采樣器，收集空氣中的DNA，并通過(guò)高通量測(cè)序獲取其中的脊椎動(dòng)物遺傳信息。在為期6天、3輪的采樣中，共檢測(cè)到89種陸生脊椎動(dòng)物，其中包括71種鳥(niǎo)類和18種哺乳動(dòng)物。研究結(jié)果表明，樣地內(nèi)果樹(shù)數(shù)量和果實(shí)大小對(duì)食果動(dòng)物的空間分布具有顯著影響：果實(shí)資源越豐富的區(qū)域，食果鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物的出現(xiàn)概率越高;尤其是小果樹(shù)(果實(shí)直徑小于10毫米)的分布，對(duì)小型鳥(niǎo)類和松鼠等小型哺乳動(dòng)物的分布起著重要的驅(qū)動(dòng)作用。相比之下，食肉動(dòng)物的分布與果實(shí)資源并無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。

這一發(fā)現(xiàn)不僅為“食物資源驅(qū)動(dòng)物種分布”的經(jīng)典生態(tài)學(xué)假說(shuō)提供了新的實(shí)證支持，也展示了空氣eDNA在揭示生態(tài)過(guò)程方面的巨大潛力。以往的動(dòng)植物關(guān)系研究大多依賴長(zhǎng)期野外觀測(cè)，往往耗時(shí)費(fèi)力，且受制于樣本規(guī)模和物種覆蓋范圍的局限。而空氣eDNA技術(shù)則能夠在短時(shí)間內(nèi)、跨大范圍同時(shí)捕捉多類群動(dòng)物的分布信息，有效突破了傳統(tǒng)方法的限制。該研究表明，空氣eDNA不僅是一種高效的生物多樣性監(jiān)測(cè)工具，更能捕捉動(dòng)植物互作的精細(xì)格局，為深入理解生態(tài)過(guò)程和生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)作機(jī)制開(kāi)辟了全新途徑。

該研究成果以 Airborne eDNA reveals resource-based assembly of frugivorous vertebrates 為題，近期發(fā)表于國(guó)際分子生態(tài)學(xué)期刊Molecular Ecology Resources上。版納植物園森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與動(dòng)態(tài)研究組博士后蔡望為第一作者，楊潔研究員為通訊作者;云南大學(xué)聯(lián)培碩士研究生李云翱、昆明動(dòng)物研究所生物多樣性基因組中心楊春燕副高級(jí)工程師為該論文共同第一作者。研究得到中國(guó)博士后科學(xué)基金、云南省“彩云博士后”計(jì)劃、版納植物園“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃及中美生物多樣性合作研究項(xiàng)目等資助。

圖1：研究設(shè)計(jì)圖

圖2：食果動(dòng)物的出現(xiàn)概率與果實(shí)大小的關(guān)系