为什么热带森林如此多样化?新
研究调查“天敌”的作用

耶鲁大学的一项新研究证实了一个长期存在的假设,即专业“天敌”的存在促进了热带生物多样性。除非它没有。
热带森林幼苗
Chokniti Khongchum通过Shutterstock设计
生态学家长期以来一直努力解释为什么热带森林中有这么多不同种类的树木。一种占主导地位的理论认为,每一种植物都有一个专门的天敌,帮助控制该植物的数量,并让其他植物茁壮成长。

耶鲁大学研究人员的一项新研究发现,这种被称为Janzen-Connell假说的现象确实促进了热带物种的共存——除非它没有。

写作在《生态学通讯他们指出,不同物种对这些天敌的敏感程度可能存在很大差异。通过理论模型以及对巴拿马巴罗科罗拉多岛收集的数据的分析,他们表明,这些差异可以为某些物种创造竞争优势,从而形成群落稳定而不是更稳定。

“我们的分析表明,岛上的天敌实际上可能正在损害许多物种的生存能力,而不是统一地帮助物种共存,”他说西蒙树桩他是耶鲁大学林业与环境研究学院(F&ES)的博士后。“这一发现对群落生态学的一个主要假设提出了质疑,或者至少给它增加了一个重要的警告。至少,这表明可能需要其他解释。”
这一发现对群落生态学的一个主要假设提出了质疑——或者至少给它增加了一个重要的警告。至少,这表明可能需要其他解释。
-西蒙·斯汤普,博士后助理
该研究是由莉莎·科米塔他是F&ES的热带森林生态学助理教授。

Janzen-Connell假说,一个在20世纪70年代早期被广泛认可的理论,提出树木的多样性共存是因为特定的“自然敌人”——无论是食草昆虫还是真菌病原体——降低了种子和幼苗的存活率。当种子散布在亲本附近或同一物种的成员附近时,这种结果尤其普遍,在那里这些天敌更有可能被发现。这种现象被称为同质负密度依赖(CNDD)。

根据这一假设,稀有物种从这种现象中受益更多——因为与普通植物相比,有更多的土地“没有”它们的敌人——这使它们比普通幼苗有更好的生存机会。从理论上讲,这可以防止任何物种变得过于常见或过于稀少。

然而,最近几年,科学家们发现,并非所有物种之间的关系都是一样的。“越来越多的人发现,一些物种基本上对这些天敌免疫,而另一些物种则更容易受到影响。”

为了验证这个理论,Stump和Comita开发了一个理论模型来模拟树木之间的竞争。它预测了一个物种对其“天敌”的脆弱性如何影响它是否会灭绝,以及种子传播的模式如何影响这些结果。

根据他们的发现,如果稀有植物物种更容易受到天敌的影响,特别是在扩散较低的情况下,群落就不那么稳定。此外,他们还发现,与其他竞争因素相比,对敌人的敏感性变化对多样性的潜在危害更大。
我们的研究表明,将野外数据与理论模型相结合,可以大大提高我们对复杂系统(如热带森林)的理解。
-Liza Comita,热带森林生态学助理教授
为了说明他们的发现,他们应用了Barro Colorado岛热带低地树种的CNDD估算数据,Comita在那里进行了17年的研究。

在之前对Barro Colorado岛森林幼苗存活的长期数据的分析中,Comita和他的同事报告说http://science.sciencemag.org/content/329/5989/33">在《科学与群落中较常见的物种相比,稀有物种更容易受到同种负密度依赖性的影响。

她说:“因此,我们的新理论研究表明,与普遍持有的同质负密度依赖总是促进树木多样性的假设相反,它实际上可能会减少共存物种的数量。”

她补充说:“我们的研究表明,将实地数据与理论模型相结合,可以极大地促进我们对复杂系统的理解,比如热带森林。”
–凯文·丹尼希 kevin.dennehy@yale.edu203 436 - 4842

发布日期:2018年8月22日
请注意:耶鲁环境学院(YSE)原名耶鲁林业与环境研究学院(F&ES)。2020年7月1日之前发布的新闻文章指的是该校当时的名称。
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