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大学科学家追踪海洋生物的动态变化

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发布时间:2018-05-14    浏览量:17

研究人员花费了十年时间记录了他遇到的所有鱼类和水母的种群变化。京都大学/ Reiji Masuda

在一项长达12年的研究中,京都大学和龙谷大学的研究人员开发了一种计算舞鹤湾自然生态群落波动稳定性的方法。他们的发现发表在Nature上,为生态和人口研究提供了深入的见解和新的方法论。

生态社区如何维护是生态学中的一个大问题。虽然目前的研究表明社区的稳定性可能受到物种多样性和相互作用的影响,但这些想法在自然生态系统中几乎从未经过测试

第一作者Masayuki Ushio解释说:“以前的研究主要集中在生灭过程等问题上,比如捕食者在捕食猎物时,以及在有些受控制的环境中。 “即便如此,测量自然界中多种物种快速变化的相互作用也是具有挑战性的。”

其中一个关键原因是自然生态系统通常不会表现出均衡动态,所以衡量变化的最可行的方法是保持生物体在特定位置的不变记录。

指示种间相互作用的箭头是基于会聚交叉映射的结果分配的。蓝色和红色分别表示通过基于12年平均值的S图法计算出的正面和负面相互作用。 R.M.的所有鱼图像Masayuki Ushio等,Nature,doi:10.1038 / nature25504

幸运的是,田野科学教育和研究中心的Reiji Masuda在舞鹤湾一直做到这一点。十二年来,他每隔两周就潜入水中,记录他遇到的所有鱼类和水母的种群。

“我最初在2002年开始观察这些观察结果,看看这个地区有什么生物,以及它们随着时间的推移如何变化,”Masuda说。 “当我向Ryukoku大学的Masayuki Ushio和Michio Kondoh展示我的作品时,他们建议我们一起工作,并建立一个模型来描绘生物体之间的相互作用。”

该模型是通过对Maizuru Bay数据集应用时间序列分析工具 - 经验动态建模或EDM来构建的。 EDM旨在分析自然生态系统的波动动态,而不设定任何定义的方程。然后进一步发展以分析生态系统的动态稳定性。

他们发现的是一个复杂的互动网络,生物体彼此之间有积极或消极的影响,更重要的是,网络中的短期变化影响整个社区动态。

“我们甚至可以看到诸如多样性,物种相互作用和稳定性等事物本身随时间波动,”Ushio说。 “这表明这些特性对于理解自然生态系统功能的机制至关重要。”

该团队的方法可以很容易地应用于其他领域,从神经科学,微生物学到经济学。

“这是迄今为止关于生态系统在自然界中可以改变多少的最全面的观点之一,”团队负责人Michio Kondoh总结道。 “我很惊讶地看到,社区稳定常常被认为是不变的,事实上它随着时间而变化。生态社区的稳健性取决于时间和季节。“

出版物:Masayuki Ushio等人,“自然鱼类群落的波动相互作用网络和时变稳定性”,Nature,第554卷,第360-363页(2018年2月15日)doi:10.1038 / nature25504

来源:京都大学Raymond Kunikane Terhune

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