摘要

哺乳动物主要通过食用受污染的食物接触微量金属（TMs）。一些研究已经证明了食物和动物组织中金属浓度之间的关系。然而，尽管有实验证据表明食物选择受到资源污染的影响，但在野外条件下，TMs对野生动物摄食行为的潜在影响却鲜有文献记载。本文检验了木鼠（Apodemus sylvaticus）的饮食被土壤TM污染所改变这个假设。结果发现在春季，木鼠会随着土壤中金属污染的浓度而改变饮食中的植物和无脊椎动物，当土壤污染增加时，对杨柳科（一个积累金属的植物科）的偏好降低。这些结果表明，环境TM污染可以作为调节陆地食物网营养相互作用的一种力量，从而通过营养途径使野生动物暴露在污染物下。

文章信息

Ozaki, S.; Fritsch, C.; Valot, B.; Mora, F.; Cornier, T.; Scheifler, R.; Raoul, F. Does Pollution Influence Small Mammal Diet in the Field? A Metabarcoding Approach in a Generalist Consumer.  Mol. Ecol . 2018, 27 (18), 3700−3713. https://doi.org/10.1111/mec.14823

研究意义

微量金属（TMs）是人类健康和野生动物共同关注的环境污染物。哺乳动物主要通过食用受污染的食物而接触到微量金属，已有研究在实验室条件下证明了食物和动物组织中金属浓度 这种关系，动物通过避免食用受污染的食物从而减少对污染的接触，但还没有在田间条件下证明，并且还没有研究报告饮食和选择的丰富度变化，以响应陆地生态系统中资源可用性的变化和环境的污染，所以对此进行研究。

研究方法

本文在一个重度污染的地方采用样方法进行样本取样，分别在春秋两季收集样本，通过体重来判定年龄，通过对胃容物（无胃容物的用粪便代替）进行DNA的提取、扩增和PCR纯化来判定胃容物，并与之前的调查相结合，确定食物的确切种类，并检测污染。食性多样性使用分子操作分类单元（MOTUs）进行分析，并用统计模型分析了野外植物丰富度、丰富度与土壤TM含量的关系。利用Bailey的置信度区间对每个家系的食物选择的显性进行评价。根据田间丰富度和(或)土壤中TM浓度的变化，采用多模型推理方法对偏好的变化进行了评价。

结果

从图一a，b可以看出春季田间丰富度对饮食丰富度的影响很小，而无论野外植物丰富度怎么变化，饮食丰富度都随TM的增加而减少。c，d显示在秋季当土壤污染较低时，食物丰富度与植物丰富度呈负相关，而当TM浓度升高时，这种相关性消失甚至逆转，饮食丰富度和TM浓度也有类似的趋势。

图一林鼠饮食中的植物丰富度在春季（a、b）和秋季（c、d）随田间植物丰富度和土壤Cd浓度的梯度变化

从图二a，b可以看出春季，当土壤污染程度较低时，饮食中节肢动物的丰富度随地栖动物和飞栖无脊椎动物的丰富度而增，当土壤中Tm浓度增加时，这种相关性消失甚至逆转，节肢动物在食物中的丰富度和TM浓度也有相似的趋势。c，d显示在秋季，饮食中节肢动物的丰富度仅能用木鼠的数量来解释，与无脊椎动物种类和TM浓度均无关。

图二林鼠饮食中的无脊椎动物丰富度在春季（a、b）和秋季（c、d）随田间地栖无脊椎动物丰富度和土壤Cd浓度的梯度变化

饮食中蚯蚓丰富度沿TM梯度略有降低，而陷阱线上的老鼠数量在秋季比春季影响更大（图三a，b）。对食物的偏好在春秋两季也是不同的，在对春季杨柳科的模型估计中，当土壤污染低时，对杨柳科的偏好与田间植物丰富度呈负相关，随着TM浓度的增加，无论田间植物丰富度怎么变化，这种都逐渐消失。（图四a，b）

图三林鼠饮食中的蚯蚓丰富度在春季（a）和秋季（b）随土壤Cd浓度的梯度变化

图四根据田间植物丰富度（a）和土壤Cd浓度（b）的梯度预测春季对杨柳科偏好的概率。

结论

饮食丰富度和成分可能受到污染引起的营养资源变化的影响。环境TM污染可以作为调节陆地食物网中营养相互作用的一种力量，从而通过营养途径影响野生动物接触污染物。此外，季节性是污染、资源动态和消费者取食行为之间相互作用的一个关键特征。因此，生态系统污染现在应该被视为食物网络结构和时空动态变化的驱动力。