共存动物如何找到足够的食物生物学家揭示黄石国家公园的觅食习惯

生态学家长期以来一直在寻求弄清不同动物物种的饮食习惯。对于布朗大学和国家公园管理局的科学家来说，他们并不清楚黄石国家公园的食草动物如何以草、野花和树木为食，如何争夺足够的食物以度过冬天。

两年来，借助尖端的分子生物学工具和 GPS 跟踪数据，研究人员不仅能够确定黄石公园的食草动物吃什么，还能确定这些动物全年寻找食物的策略。该团队在《皇家学会开放科学》上发表了他们的研究成果。

“我们知道，在黄石公园，植被会随着季节变化而变化，但直到现在，我们还不知道这些季节性变化如何影响动物的饮食，也不知道它们在选择有限的情况下如何维持生存，”该研究的主要作者、布朗大学博士后研究员 Bethan Littleford-Colquhoun 说。

“事实证明，虽然物种吃的食物类别相似，但它们的饮食却以隐秘而细微的方式彼此不同。而动物的体型在实现这一目标方面起着重要作用。”

布朗大学生态学、进化与生物体生物学副教授、论文合著者泰勒·卡尔茨内尔 (Tyler Kartzinel) 说，几十年来，生态学家一直在争论野生动物应如何应对食物供应的挑战。

卡茨内尔说，一些专家认为，当动物在夏天可以自由选择自己喜欢的食物时，它们应该使饮食多样化以满足自己的口味偏好。另一些人则认为，当动物被迫接受任何可获得的食物时，它们应该使饮食多样化——例如在严酷的冬天，它们可能不得不争夺甚至不喜欢的食物才能生存。

“这两个相反的预测不可能同时成立，因此我们完全不清楚黄石公园的食草动物种类——具有如此多样化的觅食行为——如何能够在全年找到足够的食物，”卡特齐内尔说。

季节性专业化

在这项研究中，研究人员利用两年的 GPS 跟踪和饮食 DNA 数据来阐明黄石公园五种最著名物种(野牛、麋鹿、鹿、大角羊和叉角羚)在资源受限和资源丰富时期的饮食变化。

季节性饮食在畜群、物种和社区层面上都会发生变化。图片来源：Royal Society Open Science (2024)。DOI：10.1098/rsos.240136

黄石公园的科学家和工作人员跟踪了这些动物。布朗大学的研究人员(其中许多是利特福德-科尔霍恩指导的本科生)使用一种名为元条形码的复杂分子技术分析了粪便样本，这有助于识别这些动物吃了什么食物。

他们发现，所有物种都利用了夏季野花盛开的季节，并且每个物种都围绕着它们在冬季最有竞争力的植物类型子集进行觅食。但研究人员发现，进食行为取决于动物的体型。

研究表明，鹿和羊等体型最小的物种往往在夏季草地上分散活动，大幅扩大其食物范围，然后聚集在受保护的山谷中，靠剩余的植物度过冬天。而野牛等体型较大的动物则往往做相反的事情：在冬季，它们的体型足够大，可以避免争夺日益减少的资源，因此它们会冒险进入深雪中，寻找体型较小的鹿和羊无法获得的独特食物储备。

“研究表明，这些物种的觅食适应能力远超乎人们之前的想象，”利特尔福德-科尔霍恩说。“所有物种都会改变觅食方式，但一头野牛之所以有机会为迁徙提供能量或度过严冬，可能只有因为它体型庞大。而其他物种可能需要在冬季聚集在一起以寻求保护，因为它们体型较小。”

那么动物应该在什么时候寻找独特的食物来丰富它们的饮食——夏季还是冬季?卡茨内尔说这取决于动物的种类。

卡特齐内尔说：“由于我们研究中动物的行为方式多种多样，我们发现关于动物如何为迁徙提供能量的两种假设都是正确的，只是方式和时间不同。”

“因此，过去一代生物学家争论的问题不应该是‘哪种觅食策略是正确的?’而是‘每种策略何时对特定的动物群体最有效?’”

卡茨内尔希望，关于觅食行为的更细致的见解将帮助科学家采取更加定制化的野生动物保护方法。

卡尔茨内尔说：“如果我们想帮助野生动物种群繁荣发展，我们就应该在它们的迁徙走廊上保持栖息地和植物资源的多样性，以便许多动物，虽然各自有自己的喜好、个性和需求，但都能找到为它们的旅程提供最佳能量的食物。”