核心概念
物種的進化歷史,透過影響性狀相似性進而影響物種間的交互作用,最終決定了物種共存的可能性和群落組成。
文獻資訊: Serván, C. A., Capitán, J. A., Miller, Z. R., & Allesina, S. (2024). Effects of phylogeny on coexistence in model communities. The American Naturalist. (preprint available at arXiv:2310.14392v5)
研究目標: 本研究旨在探討物種的進化歷史如何影響其在局域群落中的共存模式。
研究方法: 作者結合了性狀演化模型和 Lotka-Volterra 群落動態模型,模擬了不同系統發育樹結構和性狀數量對局域群落物種多樣性、生物量和物種豐度分佈的影響。
主要發現:
當性狀數量遠大於物種數量時,所有物種都能夠共存,但群落生物量和物種豐度分佈則受系統發育樹結構的影響。
當性狀數量有限時,並非所有物種都能共存,且共存物種的比例受性狀數量和系統發育關係的影響。
在性狀數量有限的情況下,系統發育關係越近的物種,其共存的可能性越低,呈現出系統發育上的過度分散模式。
主要結論: 物種的進化歷史,透過影響性狀相似性進而影響物種間的交互作用,最終決定了物種共存的可能性和群落組成。
論文貢獻: 本研究提供了一個定量的理論框架,用於理解和預測系統發育如何影響群落組成,為群落系統發育學研究提供了重要的理論基礎。
研究限制和未來方向: 本研究主要關注性狀相似性對物種共存的影響,未來研究可以進一步探討其他因素(如環境過濾、物種遷入)的影響。
統計資料
在確定性極限下(性狀數量遠大於物種數量),完全不平衡樹的總生物量約為√n,而完全平衡樹的總生物量約為log2(n)。
對於星狀樹,當性狀數量與物種數量相當時,完全共存幾乎不可能實現。
研究發現,要使至少一半的物種共存,性狀數量與物種數量之比 (γ) 必須滿足 2γ ≥ 1 + (nρ) / (π(1-ρ)),其中 ρ 為物種間的平均相關性。
在生物多樣性 II 實驗中,透過分析不同年份的植物群落數據,研究人員推斷,性狀數量與物種數量之比 (γ) 通常在 1 到 10 之間。