通过代谢条形码分析推断出的两种森莺科鸣禽的饮食差异：Setophaga virens（黑喉绿莺）和Seiurus aurocapilla（ ovenbird）

通过粪检元标记分析，发现黑喉绿叶鹪莺与 ovenbird 在甲虫、飞虫及石蝇 consumption 上存在显著差异，而蜘蛛取食高度与鸟类垂直分层一致，支持偶遇假说而非偏好假说。

　　

摘要

饮食在驱动拟鹂科鸣禽生态差异中的作用一直是一个备受争议的话题。罗伯特·麦克阿瑟（Robert MacArthur）在其关于这些鸟类生态位差异的原始研究中，主要依赖于对微生境划分的观察来得出结论。然而，这些不同的觅食行为如何转化为不同的饮食结构，尤其是具体的猎物种类，目前尚不明确。在这里，我们通过对两种共存的食虫鸣禽——Setophaga virens（黑喉绿莺）和Seiurus aurocapilla（ ovenbird）的粪便进行宏基因组测序，来补充和扩展之前的研究。为了克服以往研究的局限性，我们在短时间内对同一地点的大量鸟类进行了密集采样。通过多种多变量多样性指标，我们发现了它们饮食组成上的显著差异。在分析不同昆虫类群的摄入比例时，Seiurus aurocapilla更倾向于食用甲虫和苍蝇（属于鞘翅目和双翅目），而Setophaga virens则更喜欢食用半翅目昆虫和石蛾（属于石蛾目）。在节肢动物物种层面，我们发现这两种鸣禽都经常捕食入侵性的海绵蛾（Lymantria dispar），并且还发现了其他9种在两者之间存在显著差异的节肢动物。其中，对于3种蜘蛛，我们将鸣禽的饮食信息与节肢动物采集数据相结合，发现那些主要生活在地面上的蜘蛛仅被Seiurus aurocapilla捕食，而生活在树冠层的蜘蛛则更可能被Setophaga virens捕获，这与这两种鸣禽的垂直觅食分层特征相符。我们认为这些饮食差异可能是由于它们在不同觅食层中“机会性地”遇到了不同的节肢动物群落，而非“偏好”不同的猎物。我们的研究强调了将分析范围扩展到与麦克阿瑟研究对象关系更远的物种的好处，并建议在属内进行类似的细致研究，以加深对饮食动态的理解。

总结

饮食在拟鹂科鸣禽进化过程中产生的生态差异中起着重要作用。罗伯特·麦克阿瑟关于生态位差异的研究主要基于对微生境划分的观察。然而，这些不同的觅食行为如何影响具体的饮食结构及猎物种类仍不明确。通过对比两种共存的食虫鸣禽的粪便样本，我们利用宏基因组测序技术进一步分析了这一问题。结果发现，Seiurus aurocapilla更偏爱甲虫和苍蝇，而Setophaga virens则更倾向于食用半翅目昆虫和石蛾。在节肢动物物种层面，两种鸣禽都经常捕食Lymantria dispar这种蛾类，并发现了其他9种存在差异的节肢动物。对于其中3种蜘蛛，我们结合了它们的饮食数据和节肢动物采集记录，发现地面蜘蛛主要被Seiurus aurocapilla捕食，而树冠层蜘蛛则更可能被Setophaga virens捕获，这符合这两种鸣禽的垂直觅食习性。这些差异表明它们是在不同觅食层中随机捕获不同类型的节肢动物，而非有选择地捕食特定猎物。我们的研究强调了扩展分析范围至更远缘物种的重要性，并指出需要在属内进行类似的研究以深入理解饮食动态。

通俗说明

我们研究了两种常见的森林鸣禽——Setophaga virens（黑喉绿莺）和Seiurus aurocapilla（ovenbird）——为何会捕食不同的猎物：是因为它们主动选择，还是因为它们在不同高度觅食时遇到了不同的昆虫？通过粪便宏基因组测序，我们发现这两种鸣禽确实食用了不同的昆虫，尽管考虑到它们的系统发育和生态位置，这一结果令人意外。ovenbird主要捕食甲虫和苍蝇，而黑喉绿莺则更喜欢半翅目昆虫和石蛾。这一分析帮助我们明确了这两种鸣禽在节肢动物物种层面的具体饮食差异。对于部分有采集记录的蜘蛛种类，我们发现ovenbird更常捕食地面蜘蛛，而黑喉绿莺则主要捕食树冠层蜘蛛，这与捕食者和猎物的生活习性相符。这些结果支持了麦克阿瑟的观点，即鸣禽的饮食差异反映了它们的觅食位置，而非对猎物的强烈偏好。