昆虫和蜘蛛是水生和陆地生态系统食物网中的重要元素。随着生物多样性的下降，鸟类、鱼类、爬行动物、两栖动物和小型哺乳动物的食物供应不仅越来越稀少，而且重要脂肪酸也越来越少，正如由 Eawag 和 WSL 的科学家领导的国际研究小组最近所证明的那样。

动物不仅需要足够的热量来维持机能，还需要必需的营养物质——包括 omega-3 和 omega-6多不饱和脂肪酸(PUFA)。昆虫和蜘蛛是鸟类、刺猬、蜥蜴等动物这些必需脂肪酸的重要来源。然而，具体含量取决于所食用的昆虫和蜘蛛的具体种类。

水生昆虫，例如石蛾或蜻蜓，含有的 omega-3 长链 (LC) PUFA 明显多于陆生昆虫，因为富含 omega-3-LC-PUFA 的藻类构成了水生生态系统食物链的基础。脂肪酸含量也可以在整个食物链中积累：蜉蝣的脂肪酸含量通常比它所捕食的藻类多，但比捕食蜉蝣的鱼少。

目前已有这方面的研究，以及许多关于植物或藻类生物多样性如何影响生态系统中生物量可用性的研究。“然而，人们对昆虫和蜘蛛生物多样性对生态系统食物网中脂肪酸可用性的影响知之甚少，”水生研究所 Eawag 食物网生态生理学组组长、苏黎世联邦理工学院教授 Cornelia Twining 说。

她和她的同事旨在通过在《科学》杂志上发表的一项新研究来弥补这一知识差距。

研究了 700 多个陆地和水域生态系统

研究人员使用了一组包含瑞士约 7,600种昆虫和蜘蛛的 50 多万个观测数据的数据集。研究中的约 400 个水生生态系统和 300 个陆地生态系统的土地用途各不相同——有些位于广阔的草地或森林等自然栖息地，有些位于农业区或城市中心。

对于每个生态系统，研究人员计算了昆虫和蜘蛛类动物的生物量和生物多样性以及它们总共提供的不同关键多不饱和脂肪酸的数量。

“我们感兴趣的是土地利用如何影响能量和养分的可用性，以及水生生态系统和陆地生态系统之间是否存在关键差异，”WSL 雪与雪崩研究所的研究员、该研究的主要作者 Ryan Shipley 说。

“土地利用变化是全球最紧迫的挑战之一，因此了解人类活动如何影响基本生态系统功能至关重要，”希普利解释道。

食物网中的脂肪酸含量随着生物多样性的减少而下降

数据分析表明，在所有研究的群落中，昆虫和蜘蛛生物多样性的减少伴随着生物量和关键脂肪酸含量的下降。“在陆地群落中，我们还看到因土地利用不同而产生的显著差异，”特温宁说。

即使生物多样性相同，城市公园中的昆虫和蜘蛛群落提供的 omega-3 LC-PUFA 通常也比森林地区少。“这部分是由于这些种群的物种组成不同，部分是因为城市地区的生物量较小：蜘蛛或大型甲虫等捕食者也较少，它们在陆地系统中积累 LC-PUFA，”Twining 解释说。

“令我们惊讶的是，在水生群落中，土地利用的影响不那么明显。对于给定数量的物种，城市地区的溪流的脂肪酸含量与森林中的溪流相似。”

研究人员对此的解释是，与陆地昆虫相比，水生昆虫通常含有更多 Omega-3 LC-PUFA。在陆地上，这种差异更为显著：当像蜘蛛这样积累大量必需脂肪酸的捕食者从生态系统中消失时，影响是相当大的。

“然而，这并不意味着水生昆虫的生物多样性就不那么重要了，”特温宁说。相反，水生生态系统可以成为陆地食物网脂肪酸的主要来源。在城市地区，由于人类土地使用压力的增加，昆虫和蜘蛛的损失尤其严重，水生昆虫成为鸟类、蝙蝠或蜥蜴更重要的必需脂肪酸来源。

然而，不幸的是，这种“超级食物”越来越多地伴随着溪流、河流和湖泊中的污染物。“我们的研究表明，保护生物多样性，特别是在农业和城市地区，以及改善水质以保护食物网以维持生态系统功能是多么重要，”特温宁强调道。