在入侵生態(tài)學(xué)60多年的發(fā)展歷程中,生態(tài)學(xué)家提出了多種多樣的假說來解釋生物入侵的機(jī)制。這些紛繁復(fù)雜的假說在豐富我們對(duì)生物入侵認(rèn)知的同時(shí),也給入侵生態(tài)學(xué)概念的整合帶來了困難。其中,外來種和土著種是否存在生態(tài)學(xué)差異,以及這種差異如何影響生物入侵,是入侵生態(tài)學(xué)研究和爭論的焦點(diǎn)問題�，F(xiàn)代物種共存理論通過將外來種和土著種的生態(tài)學(xué)差異劃分為生態(tài)位差異和適合度差異,為入侵生態(tài)學(xué)概念的整合提供了新的視角。依據(jù)該理論,外來種可以通過兩種策略實(shí)現(xiàn)成功入侵:一是擴(kuò)大與土著種的生態(tài)位差異,二是提高自身相較于土著種的適合度優(yōu)勢。因此,外來種-土著種的生態(tài)位差異和適合度差異共同決定了入侵的成敗與危害程度。通過對(duì)經(jīng)典入侵假說進(jìn)行梳理,我們發(fā)現(xiàn)大部分假說都可以在該理論框架下進(jìn)行解讀,不同假說的主要差別在于強(qiáng)調(diào)不同生態(tài)學(xué)過程對(duì)生態(tài)位和適合度差異的影響。同時(shí),這一理論框架很好地解釋了為什么外來種-土著種的親緣關(guān)系和性狀差異會(huì)對(duì)生物入侵產(chǎn)生復(fù)雜的影響,為達(dá)爾文歸化謎團(tuán)的和解以及外來種-土著種功能性狀的比較研究提供了新的思路。目前,現(xiàn)代物種共存理論還處于快速發(fā)展的階段,依舊存在很多不足,但將其運(yùn)用到生物入侵的實(shí)證研究中將是入侵... 

【文章來源】：生物多樣性. 2020,28(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

基于現(xiàn)代物種共存理論的入侵生態(tài)學(xué)概念框架。該框架認(rèn)為入侵的成功和危害取決于外來種-土著種的生態(tài)位差異和適合度差異。其中外來種-土著種的生態(tài)位差異促進(jìn)生物入侵但會(huì)降低入侵危害,而外來種相對(duì)于土著種的適合度優(yōu)勢會(huì)同時(shí)促進(jìn)生物入侵和加劇危害程度。修改自Mac Dougall等(2009)、Cadotte等(2018)和Li等(2019)。

關(guān)于進(jìn)化歷史和譜系距離如何影響外來種的歸化和入侵,達(dá)爾文在On the Origin of Species中提出了截然相反的兩個(gè)假說(Darwin,1859)。一方面,達(dá)爾文認(rèn)為近緣物種之間存在著強(qiáng)烈的種間競爭,土著種會(huì)抑制其近緣外來種的歸化和入侵,因此和土著種譜系距離遠(yuǎn)的外來種更容易入侵成功,該假說被稱為“達(dá)爾文歸化假說”(Darwin’s naturalization hypothesis;Daehler,2001)。另一方面,達(dá)爾文認(rèn)為近緣物種偏好相似的生境,因此土著種占據(jù)的生境更適合其近緣外來種生存,導(dǎo)致它們更容易成功定居,該假說被稱為“預(yù)適應(yīng)假說”(preadaptation hypothesis;Ricciardi&Mottiar,2006)。本質(zhì)上,這兩個(gè)對(duì)立的假說可以描述為“外來種-土著種的譜系距離會(huì)抑制還是促進(jìn)生物入侵”這一科學(xué)問題,現(xiàn)在綜合在一起被稱為“達(dá)爾文歸化謎團(tuán)”(Darwin’s naturalization conundrum,Diez et al,2008)。近20年來,生態(tài)學(xué)家針對(duì)這一問題開展了大量的研究工作,但是不同的研究往往得出相互矛盾的結(jié)論:部分研究支持預(yù)適應(yīng)假說的預(yù)測,部分研究支持達(dá)爾文歸化假說的預(yù)測,也有部分研究沒有得出明確的結(jié)論(Ma et al,2016;Cadotte et al,2018)。這也是這一科學(xué)問題被稱為“謎團(tuán)”的主要原因。盡管生態(tài)學(xué)家嘗試從空間尺度、入侵階段和土著種滅絕等角度來解釋不同研究之間的分歧,但該謎團(tuán)的和解依舊存在很大困難(Li et al,2015a,b;Park et al,2020)�，F(xiàn)代物種共存理論為該謎團(tuán)的和解提供了一個(gè)思路,即達(dá)爾文的預(yù)測是否成立取決于外來種-土著種譜系距離如何影響二者的生態(tài)位差異和適合度差異(圖2)。當(dāng)譜系距離主要表征生態(tài)位差異時(shí),即近緣物種占據(jù)相似的生態(tài)位時(shí),與土著種親緣關(guān)系遠(yuǎn)的外來種更容易入侵,符合達(dá)爾文歸化假說的預(yù)測。當(dāng)譜系距離主要表征適合度差異時(shí),入侵的結(jié)局取決于外來種和土著種適合度的相對(duì)大小。一方面,當(dāng)外來種的適合度低于土著種時(shí),與土著種譜系距離近的外來種和土著種適合度差異小,更容易入侵成功,符合預(yù)適應(yīng)假說的預(yù)測;另一方面,當(dāng)外來種的適合度高于土著種時(shí),與土著種譜系距離遠(yuǎn)的外來種適合度優(yōu)勢更大,更容易入侵成功,符合達(dá)爾文歸化假說的預(yù)測。由于多個(gè)物種的譜系距離與生態(tài)位和適合度差異可能存在復(fù)雜的關(guān)系,譜系距離對(duì)生物入侵的影響可以是多變的。例如Li等(2019)利用細(xì)菌微宇宙實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),相比譜系距離,外來種-土著種的生態(tài)位差異和適合度差異可以更好地預(yù)測外來種的入侵和危害程度。只有當(dāng)譜系距離可以很好地表征生態(tài)位差異時(shí),達(dá)爾文歸化假說的預(yù)測方能成立。盡管該研究結(jié)論的普遍性有待更多的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,但這一研究清晰地表明了綜合考慮譜系距離、生態(tài)位差異和適合度差異的影響是破解達(dá)爾文謎團(tuán)的重要途徑。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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