综述：在系统发育框架下重建物种库

《Trends in Ecology & Evolution》：Rebuilding the species pool within a phylogenetic framework

　　

Sijia Yuan|Yuhao Zhao|Jean-Philippe Lessard|Thomas E. Martin|Thomas J. Matthews|Xingfeng Si

中国上海华东师范大学生态与环境科学学院生态崇明研究所、浙江舟山岛生态系统观测研究站、浙江天童森林生态系统国家观测研究站，全球变化与生态预测中心

摘要

物种库是一个核心概念，它能够将群落生态学和生物地理学中的生态过程与进化过程联系起来。然而，目前对该概念的定义主要关注当代的生态过程，而忽略了形成物种库的历史和进化过程。我们提出了一种系统发育框架，通过推断生物地理区域内不同群落之间的进化关联来定义物种库。这一框架更适用于探讨长期内的物种形成过程，为群落生态学和保护生物地理学提供更深层次的进化见解。

章节节选

生态学中的物种库概念

物种库（见术语表）通常被定义为那些能够扩散并定居于某一当地群落的物种集合，它是群落生态学、岛屿生物地理学和保护生物学中的核心概念。在群落形成理论中，一个关键问题是：当地群落中的物种子集是否与从该生物地理区域更大的物种池中随机抽取的子集有所不同。然而，具体如何

将进化历史纳入物种库定义的系统发育框架

我们的框架建立在一种已有的确定物种库的方法——扩散场——之上，该方法是通过叠加某一目标群落中所有物种的地理分布范围来估算的。这种方法强调基于扩散过程的假设，即如果某个群落中的物种在群落形成过程中某个时刻进入了该群落，那么理论上该群落中的其他物种也有可能进入[17]。其优势在于

系统发育物种库概念在群落生态学和保护生物地理学中的应用

岛屿是许多依赖物种库概念的重要生物地理学假设的测试场所，而运用基于系统发育的物种库有助于我们更好地理解岛屿群落的形成与动态。以往基于扩散场的物种库定义在处理以特有物种为主导的群落时适用性有限，而这正是偏远海洋岛屿和群岛的常见特征[37]。在极端情况下，当所有物种

应用系统发育框架时的注意事项

使用我们的物种库框架需要考虑几个重要因素。首先，它基于这样一个假设：亲缘关系密切的物种往往具有更相似的生态位，因此我们建议在应用这一框架之前，尽可能先检测是否存在系统发育上的生态位保守性。一种常见的方法是在有可靠的性状数据及系统发育树的情况下，检测各种性状中的系统发育信号[32, 54]。此外

结论

通过在一种新颖且具有理论依据的系统发育框架中将进化过程纳入物种库概念，可以解决传统基于物种水平的物种库定义所存在的诸多局限。此外，这一提出的框架还为群落生态学和保护生物地理学的理论研究提供了新的见解和指导。还需要进一步的实证研究来验证这一框架在处理不同生态问题时的有效性。

致谢

作者感谢Shaopeng Li和Wande Li提供的有益反馈，同时也感谢以下资助机构：中国国家重点研发计划（编号：2024YFF1307602）、中国国家自然科学基金（编号：3231101666、32371590和32101278），以及加拿大自然科学研究委员会发现基金（编号：RGPIN-2022-04716）。

利益声明

作者声明没有竞争性利益。

术语表

生物地理学物种池

指特定生物地理区域内的所有物种，其范围应根据具体的科学问题来界定。

分支演化

指一个单一的祖先分类群分裂成两个或更多不同后代分类群的进化过程。

群落形成

指不同物种通过扩散、环境筛选以及种间相互作用等生态过程聚集在一起形成群落的过程。