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在生态研究中,竞争排除原理(CEP)和生态位保守性(NC)的预测相互冲突。研究人员针对这一难题,以鄱阳湖鱼类群落为对象,利用稳定同位素比率(δ13C、δ15N)开展研究,发现生态位演化具尺度依赖性,为相关理论发展提供新依据。
在生态研究领域,竞争排除原理(CEP)认为,亲缘关系相近的物种为了能够共同生存,彼此间需要有足够大的差异;而生态位保守性(NC)却提出,亲缘关系相近的物种在生态上应该更为相似。这两种关于生态位演化的重要理论,得出的预测结果相互矛盾。
为了解开这一谜团,研究人员以中国中部鄱阳湖的鱼类群落为研究对象,通过测定稳定同位素比率(δ13C、δ15N)来估算营养生态位,进而探究生态位的演化情况 。
在涉及 57 个物种的广泛系统发育尺度上,研究人员对营养生态位差异与遗传距离之间的关系进行了分析,并检验了系统发育信号。结果发现,当遗传距离小于 0.24 时,营养差异与遗传距离呈正相关,且表现出很强的系统发育信号;但当遗传距离大于 0.24 时,这种相关性就消失了。
随后,研究人员将目光聚焦在当地尺度上共存的 7 种鲌属(Cultrinae)鱼类。他们对比了姐妹种、亲缘关系相近物种以及亲缘关系较远物种之间的营养生态位差异。结果显示,在大空间尺度下,亲缘关系较远物种之间的营养差异显著大于亲缘关系相近的物种,这一结果支持了生态位保守性(NC)理论;然而,在小的局部尺度(单个采样点)下,姐妹种之间的营养差异却大于亲缘关系相近的物种,这表明在这种情况下,起主要作用的是竞争排除原理(CEP),而非生态位保守性(NC)。
综合这些研究结果可以看出,生态位演化存在尺度依赖性。在系统发育尺度(时间尺度)上,当遗传距离处于一定范围以下时,生态位保守性(NC)的预测较为符合实际情况,超出该范围则不然;在空间尺度上,对于共存的姐妹种,竞争排除原理(CEP)的预测成立,而其他物种则遵循生态位保守性(NC)的预测。