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更多生态系统工程师创造稳定性,防止物种灭绝

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当我们想到自然界中的工程时,我们倾向于想到海狸-砍树,筑坝的啮齿动物,它们的阴谋可以通过创建湖泊和改变河流的路径来塑造景观。 但是,海狸远非重塑环境的唯一生物。 一只松鼠不经意地种橡树的松鼠也是“生态系统工程师”-粗略地说,任何对环境的影响超过其寿命的生物都可以。 根据贾斯汀·耶克尔(Justin Yeakel)的说法,这些生物造物主中最酷的可能是ship虫,它吃食溪流中的岩石,为未来的无脊椎动物创造了舒适的居所。

加州大学默塞德分校的生态学家Yeakel和前圣达菲研究所的Omidyar Fellow是撰写新论文的第一作者,该论文对生态系统工程师的长期影响进行了建模。 长期以来,研究人员一直在考虑生态系统工程师在自然历史中的作用,但这项研究是第一个在生态网络模型中对其进行定量评估的研究。

他说:“我们想从机械的角度理解食物网和互动网络是如何建立的。” “要做到这一点,就必须包括诸如工程之类的东西,因为物种会影响其环境,并且环境与物种之间也存在这种反馈。”

特别是,该模型使用简单的规则来显示食物网的组装方式,物种相互作用如何随时间变化以及物种灭绝。 一个惊人的结果:很少有生态系统工程师导致许多物种灭绝和不稳定,而许多生态系统工程师导致了物种灭绝和稳定。

Yeakel说:“随着工程师数量的增加,这也增加了工程师的冗余度,这往往会稳定系统。”

那么,如何创建生态网络模型? 它是高度抽象的-没有特定的物种(如海狸)或具体的环境特征(如河流)。 一切都简化为相互作用:物种可以吃,需要或制造。 从这个意义上说,自然变成了相互作用的网络。 例如,蜜蜂从花中摄取花蜜; 花需要蜜蜂授粉; 树木遮蔽了花朵所需的阴影。

研究人员为模型提供了少量规则,主要规则是:物种仅需吃一件东西就能生存,但他们必须获得所需的所有东西。 用不太抽象的术语来说,即使一种花种灭绝了,蜜蜂也可以在其他花的花蜜中存活。 但是,如果蜜蜂或树木无法提供花朵所需的授粉或遮荫,则花朵将灭绝。

使用这些规则,这些模型能够产生与现实世界类似的生态网络,其物种多样性具有独特的沙漏形状-网络顶部和底部的多样性更高,中间的多样性更低。 为了扩展该模型以供将来研究,Yeakel计划纳入进化动力学,以便物种可以改变其饮食,需要和制造的食物。

在人类出现之前的两年半的时间里,蓝细菌是行星级工程师,他通过给大气充氧来缓慢改变整个大气的成分。 但是,与我们的光合作用的前辈不同,“我们在生态时间尺度上而不是在进化时间尺度上做出改变,” Yeakel说。 “如果环境改变得太快,它是否会注定要灭绝,成为行星级工程师吗?”

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资料来源:https://bioengineer.org/more-ecosystem-engineers-create-stability-preventing-extinctions/

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