豹子和狼誰吃家畜多？鏟屎官來告訴你答案_風聞

我是學分子生物學出身的，求學期間接觸野生動物領域比較少，直到到博士後階段，我想尋找能讓我以更大熱情投入的領域，經過一些曲折，在2010年進入北大進行科研工作，那時才真正進入到了野生動物生態研究的領域。在之後的工作中，我把以往在分子生物學、遺傳學等方面的積累運用到了野生動物的研究中。

姚蒙老師野外工作留影

説起大型肉食動物豐富的生態系統，大家都會首先想到非洲。不過，全球大型食肉動物最豐富的地區，其實是我國的西南山地，包括橫斷山區還有喜馬拉雅東南部地區。

全球陸地大型食肉動物分佈的地圖，這張圖中，顏色越紅的地方，大型食肉動物的種類就越豐富

“七貓之地”新龍，就是西南山地生物多樣性極高的區域之一（新龍縣為什麼能有7種貓？） ©心悦

在全世界大型食肉動物都在快速消失的大背景下，為什麼中國西南山地保有這麼豐富的食肉動物羣落呢？這裏的生物是怎麼共存的呢？

説到共存，我們最重要的觀察維度就是食物資源，因為動物，尤其是大型食肉動物，吃是生命中的首要任務，所以動物的食性是我們研究的重點。

利用DNA研究動物的食譜

對於動物界複雜的食物網關係的研究，一直以來非常有限。有些生態系統，比較容易直接觀察，像我們熟知的非洲大草原的生態系統（之所以熟知就是因為容易直接觀察），只要在那裏待得夠久，就一定能看到捕食者在吃那些食草動物。

但是，大部分的生態系統就沒有這麼容易“熟知”了，尤其是像我國的西南山地，高山深谷，人跡罕至，有非常茂密的植被，不具備觀察條件。而且野生動物密度也遠沒有非洲大草原那麼高，基本上沒有辦法直接觀察動物的行為。

要想在西南山地的樹林和山地裏找到動物，可不是那麼容易的 ©心悦

傳統方法是利用動物糞便中殘留的一些硬質的物質來研究——比如説爪、毛、角質等等，這些物質食肉動物不能完全消化，在顯微鏡下觀察糞便樣本，就可以把一根一根的毛、一塊一塊的爪分開來，對它們逐個進行形態學的鑑定——比如根據皮毛的鱗片排列、顏色等等分析是哪種動物。

但這樣的方法效率非常低，經過消化以後，動物組織的形態肯定會發生變化，識別難度非常大。

野生動物研究少不了便便的功勞

如今，隨着生物科學的發展，我們有了新的、更有效的研究方法——基於糞便裏的DNA來進行分析，得到獵食者和獵物的信息。

這樣的研究方法不再依賴研究者自身的經驗，而且適用於所有的食物類型，根本留不下硬質殘留的肌肉、內臟，也一樣會殘留下DNA信息，可供分析。

説起糞便，我們有句開玩笑的話説“糞是一枝花，科研全靠它”，在我們很難直接觀察的情況下，很多對野生動物的知識都是從糞便得來的。

傳統研究方式vs現代研究方式

糞便中有很多種不同的DNA，它含有捕食者自身的DNA，可以用來進行物種鑑定，還可以分析一些遺傳信息。比如我做過的白頭葉猴的種羣遺傳研究，都是利用糞便做的，對這些保護動物，不可能捕捉、抽血，都是用糞便來進行研究分析。

同時，動物糞便當中還有來自被捕食者——獵物的信息，可以通過DNA分析捕食者的食性。另外，糞便中也含有腸道微生物、寄生蟲的DNA，又可以提供一些野生動物的健康狀況信息。

對糞便樣本做分子分析的流程可以簡單分成幾步，上面講到的第一步是樣品採集，第二步是對樣本進行實驗室處理，提取DNA，再用科學的方法把我們想要的這些DNA擴增出來，讓信號增大。

提取糞便裏的DNA

下一步，我們會用DNA序列測定的方法，得到遺傳物質的編碼，再通過生物信息學進行序列分析。這一過程中要用到**“DNA條形碼”**，因為每個物種DNA的序列是特異的，就像商品條形碼一樣。

現在有很多儲存物種DNA信息的數據庫，我們可以把DNA序列和數據庫進行比對、檢索，從而知曉這些DNA來自什麼動物。

DNA條形碼

在西南山地撿屎

我們的研究地點就是剛才所説的西南山地，一共找了三個比較典型的山區研究，分別是岷山、邛崍山和沙魯裏山。

西南山地的地圖

大貓的小貼士：大家熟悉的九寨溝、唐家河就屬於岷山，因大熊貓而著稱的卧龍在邛崍山，貓盟之前講過的“七貓之地”新龍縣就在沙魯裏山區域（《1097坨粑粑告訴你，西南山地的猛獸誰最猛！》）。

從東往西，海拔高度逐漸上升，人類活動干擾越來越弱。越往西，漢族人口比例越低，藏族人口的比例越高。靠近成都平原的岷山周邊，海拔低，主要是農業區，而川西橫斷山區主要是牧區，當地藏族羣眾主要從事牧業。

這三個山區環境的梯度差異，也為我們的研究提供了一些變量，可以分析不同地理環境中生態系統、生物多樣性等具體情況。

我們找到的糞便樣本

這就是野生動物的糞便，旁邊放着衞星定位系統參照，比較糞便樣本大小，衞星定位系統上也顯示了樣本採集的位點，海拔高度、經緯度這些信息。觀察糞便外形，能判斷是什麼動物拉的，但準確性不是很高。即使是野外經驗非常豐富的人，信心滿滿地告訴我們這是什麼動物的糞便，我們還是會把糞便樣本進行DNA提取測序，確定它是來源於什麼物種。

因為一些物種的糞便外觀非常近似——食草動物跟食肉動物區別固然很大，但食草動物也有很多種，糞粒形態非常相近。食肉動物之間也難以分辨，雖然豹子的屎會大一些，豹貓的屎要小一些，但這坨屎保存不完好，就很難判斷是誰的。

知道糞便的“主人”之後，我們會按“主人”把這些樣本分類，進行食性分析。

各種各樣的動物糞便

我們列出了在三個山區採集的樣本的食肉動物種類：

岷山是海拔最低、人為活動干擾最強的，這個地方只有豹貓和亞洲金貓。豹貓是小型的哺乳動物，亞洲金貓稍微大一些，是中等大小。

在邛崍山，除了兩種小型食肉動物——豹貓和赤狐以外，在高海拔區域還發現了雪豹的糞便——那些地方人比較少去，還有大型食肉動物生存。

在沙魯裏山，發現了更多種類的動物糞便，從小型、中型，一直到大型的都有，比如小型的有豹貓、赤狐，中、大型的有歐亞猞猁、狼、豹、棕熊。

西南山地的食肉動物

除了這些野生食肉動物以外，還發現了狗——當地牧民普遍養狗，而且不把狗關在家裏，讓它們自由活動，它們有時候在村莊旁邊溜達，有時候也會成羣結隊跑到林子裏、山間。我們在山野中很容易採集到家犬糞便。

我們在三個區域花了六年多時間，一共採集了1700多份動物糞便，有1400多份糞便得到了準確的物種鑑定結果，其中有1100多份來自食肉動物，最後獲得了近1000份食性樣本。這是目前為止全世界最大的，也是首次食肉動物多個物種羣落水平的食性分子數據，有很重要的意義。

涉及各種食肉動物的食物網

這裏展示出來的，是岷山、邛崍山和沙魯裏山三個山區各自的食肉動物食物網結構。深藍色條表示的是食肉動物，色條長度跟糞便樣本的多少有關係，因為每個物種的數量不一樣，採集到的糞便量也不一樣，下面的每一小條表示一種被鑑定出來的食物。

我們在三個區域一共鑑定出了95種不同的脊椎動物：64種哺乳動物、27種鳥、1種爬行動物，還有3種魚。這個地區是生物多樣性的熱點地區，食物資源非常豐富。

大家可以看到，這些小條有不同的顏色，每個顏色代表動物分類中的目。在岷山的生態系統裏，齧齒目和兔形目——鼠兔和其他一些兔類，構成了岷山食肉動物的食物最主要的組分。

到了邛崍山，除了齧齒類、兔形目以外，還有一些偶蹄目，也就是大型食草動物，代表它們的藍綠色也比較寬。小型的食肉動物主要吃小型的食物，而大型的偶蹄目被大型食肉動物捕食，跟這些偶蹄目有關的主要是雪豹。

雪豹：瀟灑離去 ©貓盟

而在沙魯裏山也有類似情況，捕食齧齒目和兔形目的，主要是豹貓、赤狐，這裏也出現了偶蹄目物種——這些黃色的部分是家畜，在食肉動物食物裏也佔了相當的比例，還有奇蹄目的馬。

下面展示了沙魯裏山典型生態系統裏的食物照片，一共有60種食物，我選擇性地放了一部分。佔比較高的有鼠類、旱獺，還有鼠兔、高原兔這些兔形目動物，還有野豬，有犛牛、馬等家畜，還有野生有蹄類，比如白唇鹿、毛冠鹿。還有一些鳥類，比如白馬雞。

這張圖上我想特別指出的一點是，家犬的食物裏也有很多種野生動物，這顯示狗可能對當地野生動物構成了很大的威脅。

三江源的食肉動物的食物網

西南山地的“動物飯店”

我們要用統計學的方法，更好地認識和分析我國西南山地複雜的食物網關係。

首先我們分析了食肉動物的體形跟獵物多樣性的關係。獵物多樣性可以從不同的維度來認知，比如從分類學的多樣性角度，就是食肉動物吃了多少物種，還有系統發育多樣性，就是食肉動物吃了多少在演化上不同類別的獵物。我們發現，隨着捕食者體重的增加，獵物多樣性有顯著的下降趨勢——捕食者的體形越大獵物的多樣性越低。

之後，我們用比較精密的統計學方法來看不同物種食性的差異，進行比肉眼觀察更加科學、標準化的分析。

圖中分別顯示了岷山、邛崍山和沙魯裏山三個山系，每個圖裏的顏色就代表一種肉食動物：岷山是豹貓、亞洲金貓這兩種，邛崍山有三種，沙魯裏山有七種。圖中每個點代表一個糞便樣品。

不同食肉動物的食性

不同顏色的色塊，分別代表了不同種的食肉動物食物的多樣性，空間越大説明食物的多樣性越高，兩個色塊之間重合的部分，顯示了這兩個物種食性重疊的部分，而色塊不重疊的部分是這個物種獨特的食物。

我們進一步分析發現，所有物種之間都存在食性的顯著差異，所以它們的生態位一定程度上是分離的。

首先是這幾種中小型食肉動物，這兩個山都有豹貓、赤狐，最寬的部分都集中在體重比較小的動物。而大中型肉食動物，比如金貓、猞猁、豹，還有雪豹、狼、狗、棕熊，它們的食物主要集中在體形比較大、體重比較高的部分。**中小型食肉動物跟大型食肉動物的獵物體重是明顯分離的。**當然，不同物種的情況也不太一樣。

捕獵者的大小與食物多樣性的關係。中間葫蘆狀的是頻率高的位置，也就是動物吃這樣大的獵物比較多

接下來，我們進一步用線性的關係去分析，看捕食者的體重跟獵物體重有沒有相關性。我們可以看到捕食者體重從輕到重，在圖表中從左到右的線是直線性上升的，也就是説捕食者越大，獵物也越大。

我們改用直線圖看一下

有一些物種會偏離這條直線，比如狼和狗的數據明顯是在線上方，我們的理解是，可能狼和狗因為集團捕食，而不像雪豹都是單獨活動，有利於獵捕相對更大的食物。

棕熊在這條線的下偏離更多一些。棕熊是非常機會主義的捕食者，雖然它是這個體系裏體重最大的食肉動物，卻利用一些體形相對小的食物，比如旱獺。棕熊會花好長的時間挖一個旱獺洞，其他大型食肉動物是沒有這種情況的。當然棕熊是雜食性的，還吃植物。

棕熊 ©貓盟

總之，雖然數據基本上吻合了線性的關係，但不同的動物可以採用更多樣化的捕食策略，實現更多樣化的食性生態位。這可能也是它們能共存的重要原因。

接下來我們分析了食肉動物的取食偏好。分析獵物在當地種羣的數量分佈，和食肉動物的捕食量，就能體現它到底是偏好這個食物還是迴避。

食肉動物的取食偏好

這個圖顯示的是四種沙魯裏山的大型食肉動物——豹、狼、狗和棕熊對不同的有蹄類獵物的傾向性。圖表中藍色表示對食物有迴避傾向，而紅色表示偏好傾向，就是喜歡捕食這個物種。

圖裏有一塊特別集中的紅色，代表的是狼、狗和棕熊對犛牛、牛、馬這些家畜有很強的偏好性。

當地藏族牧民羣眾對於家畜主要是散養散放，尤其犛牛的數量很大，基於傳統文化和生活方式，他們對食肉動物獵殺家畜相當寬容，這些家畜為這些大型野生食肉動物提供了很重要的食物補充。

我還想強調一點，就是狗除了捕食家畜以外，對岩羊也有很強的偏好性，而岩羊也是很多其他有大型食肉動物的食物——像狼也比較喜歡，這也説明狗會對當地的生態系統造成影響和危害。

岩羊 ©貓盟

在我們的管理中要注意處理這些複雜的關係。在蒙古進行的研究裏就有觀察記錄到，在草原生態系統，狗成羣地攻擊野生有蹄類，在很多牧區對野生動物的危害比較普遍。             

在這樣的生態系統中，我們把食肉動物分成大型、中小型，再加上被捕食者，一共三個層級，大型食肉動物主要是獵殺大型有蹄類，包括家養和野生的。小型的肉食動物主要吃小型哺乳動物，像齧齒類、兔形目等，還有一些鳥類。

**在食物資源上的這種分離，可能使不同類型的肉食動物更好地在生態系統中共存。**不同的物種也可以採取不同的取食策略，進一步加大它們之間的差異，減少競爭，可稱為“和而不同”。