경쟁은 본질적으로 종 간의 주요 상호 작용 유형 중 하나입니다. 많은 수의 식물 종이 물, 빛 및 영양소와 같은 소수의 자원을 위해 경쟁 해야하는 열대림과 같은 바이오 디버스 공동체에서 특히 중요합니다. 그러나 우리는 경쟁적인 상호 작용이 어떤 종류의 종이 공존 할 수 있는지에 대해 거의 알지 못합니다.
분산 및 기회 사건과 같은 다른 힘이 생태 학적 역학에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다는 점을 고려할 때, 공동체 생태학의 한 가지 프레스 질문은 경쟁이 종 조립에서 인식 가능하고 감지 가능한 신호를 남기는 지 여부입니다. 예를 들어, 우리는 어떤 특성이 어떤 특성이 다른 사람들보다 경쟁력있는 우위를 제공하여 공동체에 풍부 해지거나 기존 커뮤니티를 침범 할 수있는 것에 대해 일반적인 것을 말할 수 있습니까?
.종 표현형 특성은 경쟁을 중재합니다. 예를 들어, 비슷한 특성을 가진 두 종은 유사한 자원 요구와이를 획득하기위한 유사한 전략을 가질 가능성이 높으므로, 비슷한 특성을 가진 두 종보다 서로 더 강력하게 경쟁합니다 (그림 1A). 경쟁이 원동력 인 지역 사회는 종의 표현형 구성에 특정 패턴을 표시 할 수 있습니다. 너무 상호 비슷하기 때문에 공존 할 수없는 세 종을 가진 공동체를 상상해보십시오. 중간 특성을 가진 종은 가장 강력한 경쟁 압력을 받고 결국 경쟁적으로 배제 될 것입니다. 직관적으로, 이것은 종이 우연히 예상보다 상호 다른 지역 사회로 이어질 것입니다. 실제로, 경쟁 종들 사이의 유사성을 제한한다는이 아이디어는 1950 년대로 거슬러 올라가는 지역 사회 생태학의 고전적인 원칙입니다. 그러나 그것은 경험적 지원이 제한되어 있음을 발견했으며 실제로 최근의 이론적 연구는 특별한 상황에서만 발생할 것임을 보여주었습니다.
위의 3 종의 예에서, 중간 종이 다른 두 개 중 하나에 비슷할수록 배제하는 데 더 오래 걸린다는 것이 밝혀졌습니다. 이것은 반 직관적으로 들릴지 모르지만 많은 종을 가진 지역 사회에서 경쟁적인 배제가 어떻게 진행되는지에 큰 영향을 미칩니다. 첫째, 특성이 서로 충분히 간격을 두는 일련의 종은 초기 조건이나 환경에서 선호하기 때문에 경쟁 분류 과정에서 유리합니다. 이러한 선호하는 특성이 나타나면, 다른 모든 종은 가장 유리한 특성으로부터 특성 분리와 반비례하는 속도로 경쟁적으로 배제됩니다. 이것은 유사한 생태 전략을 가진 종의 뚜렷한 클러스터의 일시적인 패턴을 초래한다. 유사성 제한은 모든 약한 종이 완전히 배제되면 발생하며, 이는 무기한 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.
우리의 연구에서, 우리는 경쟁 역학 모델의 시뮬레이션을 사용하여 특성 기반 클러스터링이 경쟁에서 커뮤니티 어셈블리의 강력한 신호임을 보여 주었고, 이전에 발생하는 것으로 알려진 단순화 된 시나리오를 넘어서서
.우리는 주변 지역 사회에서 이민을 통해 개인의 분산이 이러한 일시적인 클러스터를 영구적 인 특징으로 바꾸는 것을 보여주었습니다. 또한 인구 통계 학적 확률로 알려진 기회 사건은 패턴에 소음을 더할 것이지만, 클러스터는 일반적으로 적절한 통계 도구로 여전히 감지 할 수 있습니다 (그림 2). 다양성이 높을 때, 즉 클러스터보다 더 많은 종이있을 때 - 이민이 중간에있을 때 패턴은 가장 강력합니다. 이민 사건 사이에 대부분의 종이 완전히 배제되지 않아서 지역 사회를 형성하는 주요 과정을 극복 할 수 있도록 대부분의 종이 경쟁을 극복 할 수 없습니다.
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클러스터가 일반적으로 경쟁에서 나타나는지 확인하기 위해, 우리는 다양한 유형의 경쟁 역학을 설명하는 모델을 분석했습니다. 경쟁자들이 특성 유사성을 통해 경쟁자들이 서로 직접 영향을 미치는 위에서 설명한 현상 학적 모델 외에도 (도 1A), 우리는 종들이 선호되는 자원 (예 :겹치지 만 다른식이 선호도를 가진 동물, 그림 1B)에 따라 다른 자원에 대한 경쟁을 고려했다. 및 경쟁 공동화 트레이드 오프로 알려진 묘목 생존 (그림 1D).
우리는 클러스터링이 일반적으로 이러한 고유 한 유형의 경쟁에서 발생한다는 것을 발견했습니다. 패턴의 강점은 다른 시나리오에 따라 다양합니다. 예를 들어, 자원 파티셔닝 하에서 소비자가 자원 고갈이 나머지 자원 주위를 중심으로 클러스터링하기 때문에 소비자가 자원 집단을 실질적으로 고갈시킬 수 있었을 때 클러스터링이 더 강했습니다. 그러나 주요 결과는 클러스터링이 경쟁 역학의 강력한 결과이며, 경쟁과 특성 유사성 사이의 단순하고 직관적 인 연결이 발생할 때 등장하는 경쟁의 강력한 결과입니다.
.경쟁에서 클러스터 출현이 일반적 이었지만 클러스터의 특성은 다양했습니다. 클러스터의 모양, 즉 종 풍부도와 클러스터 센터와의 특성 분리 사이의 관계와 클러스터 센터 간의 특성 분리는 경쟁 유형과 시나리오에서 매우 특이 적이었습니다. 이러한 형상 및 스케일의 변화는 클러스터의 특정 모양 또는 분포보다 클러스터링의 일반적인 측면에 초점을 맞추면 패턴을 감지하는 데 성공할 가능성이 높다는 것을 시사합니다. 또한, 종 조립에 걸쳐 클러스터를 감지하기위한 단일 한 크기의 도구는 존재하지 않을 수있다. 실제로, 우리의 연구에서, 우리는 다른 방법이 다른 경쟁 시나리오에 가장 적합하다는 것을 관찰했습니다.
경쟁 하에서 공존의 서명으로서의 클러스터링은 경쟁 종들이 상호 차이보다 더 큰 상호 차이를 보여줄 것이라는 널리 퍼진 패러다임에 대한 업데이트이다. 혼란스러운 확률 력이 작용하더라도 클러스터가 다양한 유형의 경쟁에서 나타나고 이민에 의해 쉽게 유지 될 수 있다는 우리의 발견은 클러스터가 현재 발생하는 것으로 알려진 인스턴스를 넘어 자연의 특징 일 가능성이 있음을 시사합니다. 예를 들어, 경쟁과 분산이 커뮤니티 어셈블리의 주요 동인으로 인식되는 열대 산림에서, 클러스터링은 관찰 된 높은 다양성과 겉보기에는 지속적인 표현형 변화를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 실제로, 우리의 방법을 산림 데이터에 적용하는 예비 결과는 열대림이 최대 높이에 의해 군집 된 별개의 종 그룹으로 구성 될 수 있음을 나타냅니다. 확인 된 경우, 이러한 결과는 빛을위한 경쟁 이이 산림에서 중요한 힘이라는 가설을 뒷받침하고, 경쟁 역학은 실제로 커뮤니티를 인식 가능한 표현형 패턴으로 형성한다는 것을 보여줍니다.
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