在食物供应不足的情况下,依赖于种群密度的自然选择机制促使黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)演化出种群稳定性,即便在这种情况下不存在r-K关系的倒转现象

《Evolutionary Ecology》:Density-dependent selection at low food levels leads to the evolution of population stability in Drosophila melanogaster even without an inverse r-K relationship

【字体: 时间:2026年01月04日 来源:Evolutionary Ecology 2.1

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  密度依赖选择通过提高平衡种群容量(K)和降低密度敏感性(α)促进种群稳定性进化,果蝇实验证实即使r与K不反向关联也能实现稳定。

  

摘要

密度依赖性选择,特别是当 rK 成反比关系时,被认为是种群稳定性进化最合理的机制之一。然而,对此解释的实验证据既有限又存在矛盾。一项针对 Drosophila melanogaster 的研究并未发现适应长期高食物水平下幼虫拥挤环境的种群在稳定性(即种群的持续性)方面也具有更强的种群稳定性的证据;后来的一项研究则表明,在类似拥挤条件下,种群表现出持续性的增强,但稳定性并未提升。另一项针对 D. ananassae 的研究表明,适应幼虫拥挤环境的种群在持续性和稳定性方面都得到了提升,数据还暗示了这些种群中 rK 之间可能存在反比关系。此外,模拟实验表明,即使 rK 不成反比,密度依赖性选择仍能促进种群稳定性的进化。在本研究中,我们发现经过选择、适应在极低食物量条件下幼虫拥挤环境的 D. melanogaster 种群表现出更强的持续性和稳定性。这种稳定性的提升似乎源于种群平衡规模的增加(K)以及种群实际增长率对密度的敏感度降低(α)。在更稳定的适应拥挤环境的种群中,内在的种群增长率(r)并未下降。我们的研究为以下假说提供了明确的支持:种群稳定性可以通过某些与较高 K 值和较低负 α 值相关的生命史特征,在密度依赖性选择的作用下得以进化。我们结合以往的研究成果讨论了这些结果,并提出,一个以实证为基础的框架可能有助于理解种群稳定性如何通过生命史特征对密度敏感性的变化而进化,无论这些变化是否由密度依赖性选择引起。
密度依赖性选择,尤其是当 rK 成反比关系时,被认为是种群稳定性进化最合理的机制之一。然而,对此解释的实验证据既有限又存在矛盾。一项针对 Drosophila melanogaster 的研究并未发现适应长期高食物水平下幼虫拥挤环境的种群在稳定性(即种群的持续性)方面也具有更强的种群稳定性的证据;后来的一项研究则表明,在类似拥挤条件下,种群表现出持续性的增强,但稳定性并未提升。另一项针对 D. ananassae 的研究表明,适应幼虫拥挤环境的种群在持续性和稳定性方面都得到了提升,数据还暗示了这些种群中 rK 之间可能存在反比关系。此外,模拟实验表明,即使 rK 不成反比,密度依赖性选择仍能促进种群稳定性的进化。在本研究中,我们发现经过选择、适应在极低食物量条件下幼虫拥挤环境的 D. melanogaster 种群表现出更强的持续性和稳定性。这种稳定性的提升似乎源于种群平衡规模的增加(K)以及种群实际增长率对密度的敏感度降低(α)。在更稳定的适应拥挤环境的种群中,内在的种群增长率(r)并未下降。我们的研究为以下假说提供了明确的支持:种群稳定性可以通过某些与较高 K 值和较低负 α 值相关的生命史特征,在密度依赖性选择的作用下得以进化。我们结合以往的研究成果讨论了这些结果,并提出,一个以实证为基础的框架可能有助于理解种群稳定性如何通过生命史特征对密度敏感性的变化而进化,无论这些变化是否由密度依赖性选择引起。
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