团队发现植物物种持久性共存的可靠预测因子

与许多生态科学家一样，伊利诺伊大学香槟分校植物生物学教授詹姆斯·奥德怀尔 (James O'Dwyer)的大部分职业生涯都在寻找衡量和预测特定植物群落随时间变化情况的方法。不同种群中的哪些物种会持续存在并共存?哪个会下降?哪些因素可能有助于持续的生物多样性?

在《自然》杂志报道的一项新研究中，O'Dwyer 和他的同事、伊利诺伊大学研究生 Kenneth Jops 报告了一种方法的开发，该方法可以确定成对或成群的植物物种是否可能随时间共存。利用已发表研究的数据，他们的方法可靠地预测了成对植物的互补生活史，这些植物在争夺许多相同资源的同时，设法在共享的栖息地中茁壮成长。

O'Dwyer 说，该方法依赖于对每个物种多年数据的艰苦收集。

“在过去 50 年左右的时间里，人们收集了越来越多的关于植物生命史的数据，包括死亡率、繁殖率、生产的种子数量、进入下一个生命阶段的速度——以及所有这些。这可能会在你的整个生命周期中发生变化，”他说。“我们把它写成一个矩阵，大致描述了生命史的所有这些方面——每个物种都不同。”

将矩阵的某些元素代入一个方程式，得出“有效人口规模”，这是一个以年为单位记录的数字。新研究的主要发现是，如果两种植物的有效种群规模大致相当，那么它们更有可能随着时间的推移共存。

乔普斯首先看到了为在同一栖息地发现的物种收集的数据中的模式，“但我们花了一段时间才弄明白这些模式，”奥德怀尔说。

相等或接近相等的 EPS 意味着“生活史拼图拼凑在一起的方式使得它们更有可能持续存在，”O'Dwyer 说。

研究人员说，EPS 方程反映了每年“出生”的新个体数量、父母的平均年龄和植物在其一生中的繁殖成功率之间的数学关系。

该团队发现，较大的 EPS 也与该物种的更好结果相吻合。

O'Dwyer 说，该团队在新研究中使用的数据集相对较小。

“我们使用的数据库中大约有 800 到 1,000 种植物——这只是植物多样性海洋中的一滴水，”他说。研究人员说，进一步的研究将在涉及更多类型栖息地的更多植物的更大数据集上测试新方法。

“植物生物多样性是一个巨大而复杂的问题，我很高兴我们能够阐明生命史如何解决这个难题，”乔普斯说。“我希望这将鼓励研究人员收集更大社区的生活史数据，以便我们可以将我们的理论与生态位、适应性差异和环境因素一起应用，以更好地解释全球的生物多样性模式。”

Simons 基金会和 James S. McDonnell 基金会支持这项研究。

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