Роли Концептуализация, куриране на данни, формален анализ, разследване, методология, софтуер, валидиране, визуализация, писане - оригинален проект, писане - преглед и редактиране

менюто

Катедра по мамология и орнитология, Природонаучен музей в Женева, CP, CH, Женева, Швейцария, Секция по биология, Факултет на науките, Университет в Женева, Quai Ernest-Ansermet, Женева, Швейцария

Ролеви методологии, ресурси, писане - преглед и редактиране

Affiliations Laboratoire de Génétique de la Conservation, Université de Liège, Institut de Botanique B22, Liège, Belgium, Comportement et Écologie de la Faune Sauvage (CEFS), Institut National de la Recherche Agronomique, Auzeville, Castanet-Tolosan Cedex, France

Придобиване на финансиране на роли, надзор, писане - преглед и редактиране

Affiliations Laboratoire de Génétique de la Conservation, Université de Liège, Institut de Botanique B22, Liège, Belgium, CIRAD, Agirs Unit, TA C- 22/E- Campus international de Baillarguet, Montpellier Cedex, Франция

Придобиване на финансиране на роли, методология, администриране на проекти, надзор, писане - преглед и редактиране

Отделение по мамология и орнитология, Природонаучен музей в Женева, CP, CH, Женева, Швейцария

  • Томи Андриоло,
  • Франсоа Жилет,
  • Йохан Р. Мишо,
  • Мануел Руеди

Фигури

Резюме

Цитат: Andriollo T, Gillet F, Michaux JR, Ruedi M (2019) Менюто варира в зависимост от практиките на метабаркодиране: Казус с прилеп Plecotus auritus. PLoS ONE 14 (7): e0219135. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0219135

Редактор: Елена Горохова, Стокхолмски университет, ШВЕЦИЯ

Получено: 14 декември 2018 г .; Прието: 17 юни 2019 г .; Публикувано: 5 юли 2019 г.

Наличност на данни: Сурови ДНК последователности на плячка на Plecotus auritus: достъпно на Zenodo doi: 10.5281/zenodo.3240538.

Финансиране: Това проучване се възползва от финансовата подкрепа от Direction Générale de l'Agriculture et de la Nature de l’État de Genève и Fondation Ernst & Lucie Schmidheiny. Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

Въпреки огромните си обещания, базираните на ДНК методи не са лишени от ограничения и потенциални методологически пристрастия [36–39]. Експериментални въпроси като преференциално усилване по време на PCR стъпки или процес на демултиплексиране на последователността и идентификация на видовете са разгледани в предишни прегледи [40–43]. Въпреки това потенциалните последици за редица други фактори, които биха могли да доведат до неточни анализи на диетата, все още са проучени. Тук сравняваме как някои методологични избори могат да повлияят на заключенията относно диетичното разнообразие и вариациите на припокриване на трофичната ниша в диетата на насекомояден прилеп, кафяв дългоух прилеп Plecotus auritus (Linnaeus, 1758), който се храни предимно с молци [28, 35]. Такава специализирана диета предлага идеални условия за анализи на метабаркодиране, тъй като лепидоптерите са обхванати от глобални инициативи за баркодиране (вж. [44] и препратките в тях) и по този начин съществуват относително изчерпателни референтни бази данни за молекулярна идентификация на повечето потенциални плячки. Освен това колониите за майчинство на дългоухи прилепи често се установяват в сгради, което позволява лесното събиране на изпражнения от прилепи, без да се безпокоят животните.

материали и методи

Вземане на проби от фекалии и обединяване

Топографските склонове са засенчени от бледо (плоско) до тъмно сиво (стръмно). Пунктираният кръг представлява виртуална зона с радиус 10 км, обхващаща всичките пет пробни колонии: (1) Satigny, (2) pont Butin, (3) Choulex, (4) Presinge и (5) Sappey. Вмъкването (долу вляво) предоставя карта на местоположението на района на изследване близо до Женевското езеро в югозападна Швейцария.

За всяка колония и на всяка дата на вземане на проби, ние разгледахме „проба от общността“ като случаен агрегат от 15–20 пелети, взети от по-голямата част от събрания изпражнения. Тези проби от общността са претеглени приблизително 60 ± 3 mg и вероятно представляват кумулираната диета на цялата родилна колония през интервалите от две седмици, а не приноса на отделни индивиди. За да проверим дали по-малките проби ще дадат еквивалентен брой плячка [45], взехме и 6 независими биологични копия от всяка от 11-те дати за събиране в майчинската колония на Satigny. Във всеки от тези повторения, наричани по-нататък „малки копия“, бяха взети произволно само три пелети (около 8 mg) от събраните проби от гуано.

Молекулярен анализ

Анализирани набори от данни

Екологични индекси

Широчината на трофичната ниша за всяка проба от общността беше изчислена с помощта на индекса на Levins ’[68]. Изчислихме сезонната широчина на нишата за всеки от трите разглеждани периода (Фиг. 1), като средната стойност на индексите на Levins, измерена за всички проби от общността през даден сезон. Отклонението от нормалността се оценява с тестовете на Shapiro, а впоследствие се оценява хомогенността (дисперсионното равенство) на индексите или с Levene’s или F-тестове, в зависимост от резултата от тестовете на Shapiro. След това беше тествана статистическа значимост на разликите в широчината на нишата чрез извършване на t-тестове, като се отчитат разликите в дисперсията, когато е необходимо. За по-подробни сравнения между колонии и между сезоните, пробите от общността от свързани дати са групирани в рамките на сезони (Фигура 1). След това припокриването на трофична ниша между тези сезонни проби беше измерено с индекса на Morisita-Horn Cλ [69, 70]. Тази мярка е получена от индекса на разнообразието на Симпсън и варира от 0 (без припокриване при използване на ресурси) до 1 (пълно припокриване). Двойно припокриване на ниши представлява матрица на сходство между интересни извадки и е представено графично чрез многомерно мащабиране (MDS), използвайки функцията за анализ на главните координати (PCoA), внедрена в R пакета ade4 [71].

Резултати

Диетичен състав

Последователността и първоначалната проверка на последователността дадоха общо 1973378 използваеми четения или средно 16583 четения на проба (n = 119). Тези четения създадоха 881 различни последователности, които бяха групирани в 654 MOTU, всяка представена от 1125 броя четения на проба средно (90% квантил: 5–5409). Изхвърлихме 111 от тези MOTU (17%), които не съвпадат с никоя референтна последователност (т.е. с фигура 2. Статистика за видовото разнообразие за различни режими на вземане на проби от гуано: проби от общността за всички колонии в зелено (n = 53), проби от общността за колонията Satigny в червено (n = 11) и малки копия в синьо (n = 66).

А) Пропорционална на площ диаграма на Ойлер на общото видово разнообразие, открито при всеки режим на вземане на проби. Б) Брой видове на проба, със значителни разлики между режимите на вземане на проби, обозначени със звезди (*** P Фигура 3. Сезонна вариация на ширината на трофичната ниша (индекс на Левин), измерена в P. auritus.

Четирите панела съответстват на различни манипулации с данни: А) пълен набор от данни, с всички елементи на плячка, съхранявани и идентифицирани до видовото ниво и считани за претеглени данни за възникване (wPOO); Б) всички уникални събития, отхвърлени от набора от данни (без редки елементи); ° С) плячка, идентифицирана само на семейно ниво (семейно ниво); Д) всички елементи на плячка, претеглени според относителното им количество на четене (RRA). Значителни разлики са показани от звезда (P Фиг. 4. Многомерно скалиране на трофично нишово припокриване (индекс на Морисита-Хорн), измерено между фекални проби от P. auritus от различни колонии и събрани през различни сезони.

Всяка колония е представена с различна форма, а сезоните с различни цветове. Размерът на символите съответства на относителното им положение по третата ос на MDS. Четирите панела съответстват на различни манипулации с данни: А) пълен набор от данни, с всички елементи на плячка, съхранявани и идентифицирани до видовото ниво и считани за претеглени данни за възникване (wPOO); Б) всички уникални събития, отхвърлени от набора от данни (без редки елементи); ° С) плячка, идентифицирана само на семейно ниво (семейно ниво); Д) всички предмети на плячката, претеглени според относителното им изобилие от четене (RRA).

Дискусия

Откриваемостта на плячката не се насища в обединени проби

Сезонните и географските вариации имат значение

Поради забележимите сезонни фенологии на активността на насекомите, наблюдавани в повечето местообитания [77], наличните групи за насекомоядни прилепи варират значително през годината по отношение на изобилието, разнообразието и състава. С пълния набор от данни (wPOO; Фиг. 3А) показахме, че тази сезонност е силно отразена в диетата на P. auritus, която изглежда експлоатира плячка на насекоми опортюнистично, с пик в богатството на видове плячка, отбелязан през лятото, когато женските са отглеждането на малките им. Изглежда, че членовете на всички майчински колонии експлоатират един и същ сезонен спектър от насекоми, тъй като припокриването на ниши е много по-голямо в рамките на даден сезон, отколкото между различните периоди (фиг. 4А). Тези сезонни промени в консумацията на плячка предполагат, че диетичните навици, измерени за даден период, може да отразят зле глобалната диета, както по отношение на трофичната ниша, така и по отношение на състава им, както вече е видно при други прилепи от умерените зони [19, 35]. Следователно проучванията, фокусирани върху временно ограничени проби, които обикновено се провеждат през лятото (напр. [78]; т.е. когато наличността на плячка може да не представлява ограничаващи трофични ресурси), могат да пропуснат решаваща информация за състава на диетата или разпределението на нишите.

Въпреки малкия географски мащаб, предвиден тук (т.е. в радиус от 10 км; Фиг. 1), нашите данни също показват, че географското местоположение може да бъде важен фактор на вариацията. Всъщност четирите колонии кафяви дългоухи прилепи от низините систематично се припокриват сред нишите, за разлика от тази, разположена по-високо в планините (Фиг. 4А). По този начин такива местни ефекти от състава на диетата могат да объркат ефектите от варирането на диетата, когато се оценяват припокривания на трофични ниши в отдалечени места (напр. [28, 35]). За да се избегнат тези потенциални объркващи фактори на вариация (сезон и местоположение), ние твърдим, че припокриването на ниши трябва да се оценява, като се използват популации или видове, взети в проба в непосредствена близост и в рамките на същия период на годината.

Отхвърлянето на редки случаи на плячка не винаги е оправдано

Понякога редките жертви се премахват от наборите от данни с метабаркодиране, тъй като те могат да имат прекомерно тегло в анализите в сравнение с действителното им значение в диетата [21, 40], особено за животни, консумиращи относително малко видове плячка [38]. Това обаче не винаги е оправдано, както показваме тук с много разнообразната диета на кафявия дългоух прилеп. В този случай премахването на редки събития, които представляват повече от половината от всички възстановени артикули от плячка, не повлиява по-специално индексите на припокриване на ниши (около 5% от увеличението), нито резултатите относно сезонните и географските вариации на диетата (Фигура 4В). По този начин се съгласяваме с Clare et al. [40], че отхвърлянето на уникални събития има малък ефект по отношение на някои екологични заключения, но би ограничило тази препоръка до оценка на разпределението на ресурсите. Всъщност тук показваме, че премахването на тези редки предмети може да доведе до значително намаляване на други мерки, като например индекси на широка ниша. Тъй като пробите с най-високо богатство на плячка също са най-податливи да носят редки предмети, премахването на последните изкуствено увеличава приликите на широчината на ниша (Фигура 3Б).