DNA宏條形碼證實油棕種植園常見食蟲物種鷯哥(Copsychus saularis)作為地表昆蟲害蟲的生物防治作用

《Scientific Reports》：DNA metabarcoding confirms Copsychus saularis, the common insectivorous species in oil palm plantations as biological control of ground-dwelling insect pests

【字體： 大 中 小 】 時間：2025年12月05日 來源：Scientific Reports 3.9

　　

油棕樹是全球產油量最高的植物油作物，其產業對滿足日益增長的植物油需求至關重要。然而，害蟲一直是油棕產業面臨的重大挑戰，導致嚴重的產量損失和經濟損害。盡管已使用昆蟲病原性農藥進行防治，但反復施用導致害蟲產生抗藥性。化學農藥則可能誤殺益蟲或導致天敵二次中毒。作為一種可持續的替代方案，利用食蟲鳥類進行生物防治受到關注。然而，以往的研究往往缺乏將特定鳥類物種與害蟲抑制直接關聯的證據。這凸顯了在油棕種植園生態系統中，明確關鍵物種生態功能的重要性。

為了填補這一知識空白，研究人員在《Scientific Reports》上發表了最新研究，利用先進的DNA宏條形碼（DNA metabarcoding）技術，深入探究了油棕種植園中兩種常見食蟲鳥類——鷯哥（Oriental Magpie Robin, Copsychus saularis）和白腰鵲鴝（White-rumped Shama, Copsychus malabaricus）的飲食組成。研究旨在揭示它們的捕食偏好如何受不同景觀類型（單一種植園MCP、林斑種植園FPP、鄰接森林種植園NFP）的影響，并評估它們作為生物防治劑的潛力。

研究發現，景觀類型顯著影響了鷯哥的飲食。在棲息地復雜性最高的鄰接森林種植園（NFP），其飲食多樣性最為豐富；而在棲息地復雜性最低的單一種植園（MCP），飲食多樣性則最為有限。這種現象可能與退化棲息地中昆蟲多樣性較低，但某些耐受性強的昆蟲（如直翅目和蜚蠊目）豐度較高有關。鷯哥作為廣食性昆蟲捕食者，表現出機會性捕食行為，其飲食組成在很大程度上反映了種植園生態系統中獵物的豐度。

最關鍵的是，研究通過分子證據證實，鷯哥明顯傾向于捕食害蟲昆蟲（如蝗蟲Pseudoxya sp., 夜蛾Mythimna sp.），而對有益昆蟲（如捕食性螞蟻Carebara sp., 蜘蛛Yaginumaella sp., 授粉蜜蜂Megachile sp.）的捕食比例很低。這表明鷯哥在油棕景觀中提供了凈正的生態系統服務，具有作為生物防治劑的強大潛力。相比之下，同域分布的白腰鵲鴝（C. malabaricus）主要捕食中性昆蟲，對害蟲抑制的貢獻微乎其微。

研究還揭示了功能溢出（functional spillover）現象。鷯哥表現出顯著的功能溢出，能夠積極進入改造后的油棕景觀捕食害蟲。而森林依賴型的白腰鵲鴝在油棕景觀中的功能溢出有限，但其飲食中出現了改造環境中的昆蟲，表明異質景觀通過提供額外的食物來源使森林依賴物種受益。

本研究采用了幾項關鍵技術方法：在馬來西亞半島四個州的三種油棕景觀（單一種植園MCP、林斑種植園FPP、鄰接森林種植園NFP）中，采用霧網捕獲目標鳥類（鷯哥和白腰鵲鴝）并收集糞便樣本；使用QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit提取糞便基因組DNA；采用針對線粒體細胞色素c氧化酶亞基I（COI）基因的引物（LCO1490/HCO2198）進行PCR擴增；利用Illumina MiSeq平臺進行雙端測序；使用DADA2流程進行序列處理，生成擴增子序列變異（ASVs），并通過BLAST比對NCBI數據庫進行物種分類鑒定。

結果

鳥類飲食的昆蟲組成與多樣性

通過對11份糞便樣本（9份來自鷯哥，2份來自白腰鵲鴝）進行DNA宏條形碼測序，共獲得2,532,507條高質量序列，鑒定出270個獨特的ASVs。 taxonomic identification revealed three classes, 13 order, 25 family, 29 subfamily and 35 genera of organisms in the bird diet。Alpha多樣性分析（Chao1, Shannon, Simpson, Observed指數）表明，鷯哥在NFP中的飲食多樣性最高，FPP次之，MCP最低。主坐標分析（PCoA）顯示，MCP和NFP的昆蟲群落存在明顯區分。Venn圖顯示，MCP樣本擁有最多的獨特ASVs（105個），表明白翅鴝即使在昆蟲多樣性較低的單一栽培園中，也能利用相對獨特的昆蟲資源。

景觀類型對飲食的影響

鷯哥的飲食組成顯著受景觀類型影響。在MCP，個體飲食通常由單一昆蟲目主導（如直翅目或蜚蠊目）。在FPP，飲食更為混合，通常由兩個昆蟲目主導。在NFP，飲食最為多樣，每個個體至少包含三個昆蟲目。相反，白腰鵲鴝（FPPX）的飲食僅包含三個昆蟲目（蜚蠊目、直翅目、柄眼目），多樣性低于同景觀中的鷯哥。

害蟲與益蟲的消費情況

相對讀長豐度（Relative Read Abundance, RRA）分析顯示，鷯哥主要消費的昆蟲包括Blattella sp.（蜚蠊）和Gryllus sp.（蟋蟀）。在檢測到的害蟲中，夜蛾Mythimna sp.在FPP1樣本中占很高比例（85.85% RRA），蝗蟲Pseudoxya sp.在FPP3、MCP1和NFP1樣本中出現。而對益蟲的捕食非常有限，主要以Carebara sp.（螞蟻）為代表。這表明鷯哥對害蟲的消費遠高于益蟲。

討論與結論

本研究通過DNA宏條形碼技術，為油棕種植園中常見食蟲鳥類（特別是鷯哥）作為生物防治劑的潛力提供了直接的分子證據。研究表明，鷯哥（C. saularis）具有作為油棕景觀中生物防治劑的強大潛力，其飲食偏好害蟲而非益蟲，從而提供凈正的生態系統服務。其飲食受景觀類型影響，在更復雜、接近自然森林的棲息地（NFP）中多樣性更高。值得注意的是，即使在退化的單一種植園（MCP）中，鷯哥也能通過捕食豐富的耐受性害蟲（如直翅目和蜚蠊目）來提供害蟲控制服務。研究發現鷯哥表現出顯著的功能溢出，能夠從森林邊緣進入油棕景觀捕食害蟲。而森林關聯物種白腰鵲鴝（C. malabaricus）在油棕景觀中的功能溢出較弱，對害蟲抑制的貢獻很小，但其飲食中包含改造環境中的昆蟲，表明異質景觀也能為森林依賴物種提供額外食物來源。

盡管種植園是退化的棲息地，但林下植被和附生植物的存在為昆蟲提供了棲息地和食物來源，從而吸引了捕食性鳥類。研究證實了鷯哥從森林邊緣到油棕景觀的正功能溢出，作為害蟲的生物防治劑，而白腰鵲鴝在害蟲生物控制中的功能作用很小。盡管如此，該研究強調了油棕景觀通過提供額外食物來源來支持森林依賴物種的價值。

該研究的意義在于為油棕種植園管理者提供了科學依據，可以通過促進鷯哥等高效捕食者的棲息地（如增加林下植被、保護森林斑塊）來增強自然的害蟲控制，減少對化學農藥的依賴，推動油棕產業的可持續發展。未來的研究可以結合長期監測和分子分析，進一步細化膳食評估，并擴展到油棕景觀中其他豐富的食蟲鳥類。