本研究检验了有关生态位宽度的相关类似假设,还评估了科内动物在不同洲之间的变化格局。目标类群是一个栖息地广、含363个物种的眼镜蛇科(Elapidae)动物[14]。值得一提的是,眼镜蛇在各大洲广布于各种气候环境中,从热带雨林到沙漠,从热带气候到温带气候(图1),是比较洲内和洲间宏生态格局的极好材料,为大尺度空间内研究单科动物空间分布格局提供了机会。
本研究利用GIS技术获取眼镜蛇物种分布点的气候数据,结合系统发生比较的方法,回答以下科学问题:(1)在某一特定的生态位向量上,物种的气候生态位宽度如何随物种生态位位点变化而变化?(2)物种的生态位宽度在温度向量和降水向量上是否存在权衡(即温度生态位宽度与降水生态位宽度负相关),或者正相关?
以下是与这些科学问题对应的、有待进一步检验的假设:
假设一:假设动物要适应更极端或恶劣的环境,需要补偿(权衡)动物发生在更广的条件范围中的能力,则在某一特定的生态位向量上,越靠近生态位向量两端的物种生态位宽度应越窄。
假设二:如果权衡是驱动生态专门化(ecological specialization)的一个重要因子,那么作为物种的一个基本生态特征,气候生态位宽度在温度向量和降水向量上理应存在权衡。换言之,热带物种似乎有更窄的温度生态位宽度和更宽的降水生态位宽度,而温带物种似乎有更宽的温度生态位宽度和更窄的降水生态位宽度。因此对于发生在不同纬度的物种,我们推测存在这种权衡关系。
1方法
1。1 物种出现记录数据
物种出现记录数据从GBIF(http://www。gbif。org/)和 VertNet(http://vertnet。org/)两个网站下载,并注意核对记录中的博物馆标本编号。根据爬行动物数据库网站(http://www。reptile-database。org)[14]筛选数据。以确保采样点覆盖物种分布区全境,并排除位于物种分布区范围之外的错误记录。同一物种不同个体在同一地点出现只采纳一个出现记录。
首先从四个洲(非洲、美洲、亚洲和大洋洲)获得眼镜蛇科323个物种的气候数据。其中有140(140/363 = 39%)个物种存在于Pyron等[15]的系统发生树中。这些物种的数据用于随后的比较分析(非洲特有19种,美洲特有19种,亚洲特有27种,大洋洲特有62种;另外,长吻海蛇(Hydrophis platurus)跨洲分布于非洲、美洲、亚洲和大洋洲,蓝灰扁尾海蛇(Laticauda colubrina)跨洲分布于美洲、亚洲和大洋洲,南棘蛇(Acanthophis antarcticus)、滑鳞棘蛇(A。 laevis)、 埃杜西剑尾海蛇(Aipysurus eydouxii)、苏拉威西剑尾海蛇(A。 fuscus)、龟头海蛇(Emydocephalus annulatus)、黑头环纹海蛇(Hydrophis atriceps)、青灰海蛇(H。 caerulescens)、印度洋平颏海蛇(H。 curtus )、环纹海蛇(H。 fasciatus)、小头海蛇(H。 gracilis)、平颏海蛇(H。 hardwickii)、菲律宾海蛇(H。 inornatus)、淡灰海蛇(H。 ornatus)、棘鳞海蛇(H。 stokesii)和扁尾海蛇(Laticauda laticaudata)11个物种跨洲分布于亚洲和大洋洲,平均每个物种有188。5(1-3283)个分布点。由于一些物种可能本来分布区就小,故不排除样点记录少的物种。
之后对这四个分布地区依据标准地理定义划分[16](图1),而非按照传统或者最近的动物地理定义划分[17]。亚洲包含中东,大洋洲包含新几内亚和澳大利亚,印尼群岛其余区域划归亚洲(但将马鲁古群岛划归亚洲)。各洲界线和样点分布见图1。当同一物种出现于不同洲时,各洲独立的数据分析只采用各洲内数据,而非物种总分布区内数据。