在熱帶雨林中，果實是眾多鳥類和哺乳動物賴以生存的關(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費力的長期觀察和陷阱調(diào)查的情況下，揭示關(guān)鍵食物資源與動物分布之間的關(guān)系?針對這一難題，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與動態(tài)研究團(tuán)隊利用空氣環(huán)境DNA技術(shù)(airborne eDNA，以下簡稱“空氣eDNA”)，在西雙版納20公頃森林動態(tài)監(jiān)測樣地中，探究了果實資源對食果動物分布的直接影響。

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

這一發(fā)現(xiàn)不僅為“食物資源驅(qū)動物種分布”的經(jīng)典生態(tài)學(xué)假說提供了新的實證支持，也展示了空氣eDNA在揭示生態(tài)過程方面的巨大潛力。以往的動植物關(guān)系研究大多依賴長期野外觀測，往往耗時費力，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)則能夠在短時間內(nèi)、跨大范圍同時捕捉多類群動物的分布信息，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)測工具，更能捕捉動植物互作的精細(xì)格局，為深入理解生態(tài)過程和生態(tài)系統(tǒng)運作機(jī)制開辟了全新途徑。

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、昆明動物研究所生物多樣性基因組中心楊春燕副高級工程師為該論文共同第一作者。研究得到中國博士后科學(xué)基金、云南省“彩云博士后”計劃、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目等資助。

圖1：研究設(shè)計圖

圖2：食果動物的出現(xiàn)概率與果實大小的關(guān)系