猎物的一致性可以产生蜘蛛吃蜘蛛的世界

内布拉斯加大学林肯分校的一项研究表明，有限的猎物菜单可能会通过鼓励多个物种的狼蛛相互进食甚至自相残杀来编织一个错综复杂的食物网。

生态学家早就知道，饮食习惯相似的捕食者可以共存，方法是有效地分配社区的食物来源以缓解竞争，理想情况下，为每个人留下足够的猎物。但对内布拉斯加州狼蛛物种的分析表明，当它们的共同猎物缺乏多样性时，八足捕食者可能会通过相互捕食来部分维持生态平衡。

在内布拉斯加州获得博士学位期间领导这项研究的 Stella Uiterwaal 说，猎物种类的减少对较弱的捕食者来说应该是个坏消息，它们将与更强大的对手进行更直接的竞争。她说，那些确实至少偶尔会杀死和吃掉更具竞争力的同伴的捕食者可以通过多种方式受益，这些方式共同充当“均衡机制”。

“你的一些饮食现在来自其他捕食者，而不是你正在竞争的共享猎物，”Uiterwaal 说，他现在是圣路易斯华盛顿大学的博士后研究员。“而且你还减少了更好的捕食者的种群规模，因此你可以与之竞争的数量减少了。”

这项研究起源于 Uiterwaal 在内布拉斯加州西南部一个临湖的野外地点 Cedar Point Biological Station 学习和教学时观察到的情况。正是在那里，她和一些同事，包括博士生导师 John DeLong，意识到当地狼蛛物种的丰富似乎违背了生态原则，它们或多或少地占据了相同栖息地的相同生态位。

“我们注意到有这么多不同的狼蛛物种似乎都在做同样的事情，”Uiterwaal 说。“有一个经典的生态学观点，即物种不能做完全相同的事情。如果发生这种情况，他们将无法在环境中坚持很长时间。”

因此，研究人员花了两个夏天的时间收集了八种狼蛛及其潜在猎物的标本。为了尽可能准确地统计猎物的数量，Uiterwaal 将空心木箱扑通一声放到毫无戒心的土地上，然后使用定制的真空吸尘器吸走里面的每只地面飞行昆虫。许多捕获的小动物也出现在狼蛛的菜单上：苍蝇、蚱蜢、蟋蟀、蝴蝶、飞蛾、蚜虫，是的，还有其他蜘蛛。

“你说出它的名字，他们就会吃掉它，”Uiterwaal 说。“我们甚至看到蜘蛛在那里吃蟾蜍。”

尽管如此，对 605 只狼蛛的实际饮食进行编目仍需要更复杂的技术。其中一项技术涉及分析蜘蛛消化食物的 DNA 以寻找条形码：蜘蛛消耗的每种猎物的独特 DNA 序列。Uiterwaal 还应用了一种数学方法——她开发的一种——帮助团队确定一只蜘蛛消耗了多少猎物。

与团队的预期相反，任何一种狼蛛物种的饮食大多与其他物种相似。

“所有这些蜘蛛基本上都吃同样的东西——这是我没有预料到的，因为你确实发现这些蜘蛛在略有不同的地方，它们看起来不同，而且它们有不同的行为，”Uiterwaal 说。“你会期望这会以某种方式反映在他们的饮食中。但事实证明，它们有很多重叠之处。”

他们的发现确实为蜘蛛吃蜘蛛的世界打开了可能性。只有一个问题：鉴于区分狼蛛物种 DNA 的挑战，Uiterwaal 知道条形码很难捕获任何蜘蛛对蜘蛛的捕食。为了解释这一点，她和团队还分析了他们收集的每只狼蛛组织样本中较轻与较重氮原子或同位素的比例。由于较重的氮原子在食物网中持续存在并积累，捕食者往往比猎物含有更多的同位素——这意味着研究人员可以使用它们来估计动物在当地食物网中的排名。

这也意味着，如果狼蛛经常互相捕食，同位素分析可能会比基于条形码的方法在食物网上对它们的排名更高。这正是 Uiterwaal 和她的同事发现的。事实上，平均排名远远超出了团队的预期。在许多食物网中，植物排在第 1 位，以植物为食的动物排在第 2 位，而那些食草动物的捕食者排在第 3 位，捕食者的捕食者排在第 4 位。通常，德隆说，这大约和陆地食物网似乎在延伸。

Cedar Point Biological Station 狼蛛物种的平均排名?将近 6 分。一只特别的蜘蛛被评为 8.5 分——对于捕食者来说，这是一个特别高的栖息地，正如 Uiterwaal 所说，“这并不是任何人所说的食物链顶端。”

内布拉斯加州生物科学副教授德隆说：“这意味着这种程度的复杂性和捕食可能对决定整个系统的运作方式非常重要。” “与其考虑这些一切都非常垂直的短食物链，不如说这是一种递归的东西，每个人都在吃每个人，有点复合。

“食物网结构的含义与我们想象的完全不同。”

团队又迎来了一个惊喜。Uiterwaal 决定分析某些因素——捕食者的性别和体型、环境特征、猎物的丰富性和多样性——可能会影响一只狼蛛捕食另一只狼蛛的可能性。之前基于实验室的实验表明，所有这些变量都可能发挥了一定的作用。但研究小组发现，只有猎物的多样性或猎物的缺乏与狼蛛攻击自己的猎物有关。

尽管有许多原因可以帮助解释这种差异，但 Uiterwaal 说，实验室和野外之间的差异可能是一个很好的起点。

“我的猜测是，与在实验室的培养皿中觅食相比，在野外觅食实在是太不一样了，在实验室里你不必担心所有这些其他事情，”她说。“你担心被其他蜘蛛或其他捕食者(在野外)吃掉。也许你有你正在处理的寄生虫。您还试图寻找伴侣，寻找适合您温度的区域。当我们只研究一个特定的变量时，所有其他正在发生的事情可能会淹没我们在实验室中看到的这些影响。

“事实上，我们对实验室的这些期望(不一定)会很好地转化为复杂的现实生活情况——这不仅仅是关于蜘蛛。这对任何系统都是如此。”

德隆称赞他的前顾问，他称之为“真正的冠军”，因为他进行了如此雄心勃勃的研究，并设法揭示了实验室工作可能遗漏的细微差别。

“它确实汇集了完全不同类型的数据，”他说，“描绘了一个与以往任何人都不同的故事。”