幾十年來,科學(xué)家們一直在努力用競(jìng)爭理論來解釋物種之間的相互作用(如競(jìng)爭)如何影響生物多樣性。麥吉爾大學(xué)的研究人員追蹤了地球上的微生物生命,發(fā)現(xiàn)生物多樣性實(shí)際上促進(jìn)了起初生物多樣性較低的微生物群落的進(jìn)一步多樣性。然而,隨著更多種類微生物群落的生存和空間競(jìng)爭的增加,多樣性趨于穩(wěn)定。
發(fā)表在《電子 人生》的研究結(jié)果,可以幫助科學(xué)家更好地了解微生物群落(在人類、動(dòng)植物、甚至土壤和海洋等特定生境中共同生活的微生物群落)是如何從生物多樣性的喪失中恢復(fù)的。
“我們知道,生物多樣性對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和功能非常重要,許多物理、化學(xué)和生物因素都會(huì)影響生物多樣性。我們的研究表明,生態(tài)互動(dòng)可能是促進(jìn)多樣性的一個(gè)重要而普遍的因素?!焙现咧?、麥吉爾大學(xué)微生物學(xué)和免疫學(xué)副教授杰西夏皮羅說。
食物鏈中更多抗生素或土壤中更多農(nóng)藥的破壞正在對(duì)人類微生物群和地球上更廣泛的微生物生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。扭轉(zhuǎn)負(fù)面后果需要了解哪里出了問題,以及如何正確解決。研究人員表示,這需要更好地理解微生物群是如何工作的。
預(yù)測(cè)模型是否發(fā)生在自然界,而不僅僅是實(shí)驗(yàn)室?
在對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)化的天然動(dòng)植物種群和細(xì)菌的研究中,多樣性是否會(huì)導(dǎo)致多樣性的問題已經(jīng)爭論了很多年。一些科學(xué)家認(rèn)為,隨著物種爭奪空間和生存,現(xiàn)有的生物多樣性可以限制更多的多樣性,而另一些科學(xué)家認(rèn)為,它可以促進(jìn)物種豐富度和不同物種之間的共存。
為了測(cè)試生態(tài)理論在自然界中是如何工作的,研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)大規(guī)模的眾包研究,在地球上最大的生物多樣性調(diào)查中分析了微生物群落的DNA序列。研究人員發(fā)現(xiàn),微生物群的多樣性促進(jìn)了群落的進(jìn)一步多樣性,如人類腸道,那里的多樣性較少。然而,隨著越來越多的利基市場(chǎng)被土壤等更多樣化的社區(qū)所占據(jù),多樣化的步伐放緩了。
占領(lǐng)同一個(gè)利基市場(chǎng)的挑戰(zhàn)
生態(tài)學(xué)代表了物種在群落中的作用——包括物種對(duì)給定棲息地的資源和競(jìng)爭對(duì)手的反應(yīng)。兩個(gè)物種在同一個(gè)棲息地長期占據(jù)同一個(gè)生態(tài)位是一個(gè)挑戰(zhàn)。在理想的條件下,物種會(huì)蓬勃發(fā)展,發(fā)揮獨(dú)特的作用,而不是為了生存和空間而掙扎。這解釋了為什么多樣性率達(dá)到頂峰,因?yàn)樵絹碓蕉嗟膫€(gè)體和物種被生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)位占據(jù)。
夏皮羅說:“我們現(xiàn)在對(duì)生物多樣性理論如何應(yīng)用于地球上很大一部分遺傳多樣性有了更好的理解?!?
這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是通過遷移積累多樣性:新的細(xì)菌從一個(gè)環(huán)境進(jìn)入另一個(gè)環(huán)境。未來,研究人員計(jì)劃將其研究擴(kuò)展到進(jìn)化多樣性,包括突變和基因得失,以及它如何受到當(dāng)?shù)厣锒鄻有缘挠绊憽?
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