Institute of Evolutionary Biology, University of Edinburgh, Ashworth Labs, West Mains Rd, Edinburgh EH9 3JU, UK.
J Anim Ecol. 2011 Sep;80(5):1061-9. doi: 10.1111/j.1365-2656.2011.01847.x. Epub 2011 Apr 26.
在大尺度的空间范围内预测种群动态需要整合关于空间分布模式、斑块间移动率和斑块内过程的信息。水生物种通过水动力的被动扩散被认为是理解其种群动态的关键。河流是典型的被动扩散系统,蜉蝣目蜉蝣的幼虫被认为是典型的扩散者。蜉蝣在河道产卵呈斑块状,反映了产卵地的分布,但幼虫被认为经常且远距离漂流,从而消除了在产卵过程中形成的模式。然而,扩散核通常被高估,因此需要对这些假设进行实证检验,因为分布模式对种群可能具有关键作用。
我们通过实证检验来测试产卵行为产生的卵分布模式是否持续存在,并反映在幼虫 Baetis rhodani 的分布模式中。在野外调查中,我们在四条溪流的 1 公里长度上测试了卵质量和幼虫密度之间的相关性。一种控制物种,蜉蝣目蜉蝣 Ephemerella ignita,被用来测试共同的环境因素。我们直接估计漂流率以测试幼虫是否在浅滩(高卵质量密度的斑块)之间扩散,以及漂流率是否依赖或相关于密度——如果漂流消除了由母性行为建立的模式,这将是预期的结果。
对于 Baetis 的新生儿和中期幼虫,发现卵质量与底栖幼虫密度之间存在正相关,但对照物种则没有,这表明在产卵时建立的斑块分布模式持续存在。漂流率很高,浅滩是新生儿和中期幼虫的净输出者,但漂流率与底栖密度无关,很少有漂流者到达下一个浅滩。大型幼虫是浅滩的汇,这表明栖息地使用发生了从幼体到成体的转变,但长距离扩散很少。
总体而言,研究结果表明,大多数 B. rhodani 的新生儿和中期幼虫仍留在出生地的浅滩附近,晚期幼虫的扩散距离比通常假设的要短。在被认为是标志性扩散者的幼虫生命的早期阶段,母性行为对分布模式的影响仍然存在,这表明传统的关于扩散如何影响许多溪流无脊椎动物种群动态的模型可能是不正确的。