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“生物多样性的维持机制”国家创新群体

发布人:飞艇计划(www.fridayfrida.com)     发布时间:2019-04-25 13:56:35  点击数量:

群体成员9人(张大勇、林魁、葛剑平、张全国、廖万金、牛登科,牟溥、郭延平、姜帆),涉及的研究领域包括理论生态学、群落生态学、生理生态学和进化生物学等。

群体是在北京师范大学生态学国家重点学科平台上逐步成长起来的,该学科得到了北京师范大学“211工程”及“985工程”的连续重点资助。2000年与复旦大学生态学科联合成立了“生物多样性与生态工程”教育部重点实验室,2007年初入选教育部创新研究群体,2012年入选国家自然科学基金创新研究群体。

群体多年来一直围绕着生物多样性形成与维持这个核心,在分子、基因组、物种以及群落水平上开展多层次综合交叉研究。群体成员之间密切合作近20年,在物种共存机制、生物多样性与生态系统功能、生物适应性进化等领域内取得了一系列成果。在过去近10年时间里,出版学术著作4部,获教育部自然科学一等奖1项,发表SCI刊物论文80多篇,其中以第一编辑或通讯编辑身份在Ecology、Evolution、Ecology Letters等国际一流生态学和进化生物学刊物上发表论文20多篇,部分文章获得了F1000  of  Biology和美国科学促进会资讯发布网站推荐,产生了一定的国际影响。

群体主要研究成果:

(一)物种共存机制

传统的对于物种多样性维持的说明是基于竞争排除法则的生态位理论,近年来受到了以Stephen Hubbell为代表的中性理论的强烈挑战,但是中性学说也因自身具有前提假设过于严苛等不足之处而受到了抨击。大家构建了生物多样性近中性理论,在很大程度上解决了中性理论当前所面临的一些困扰。该项工作与中性理论的最大不同之处在于群落中物种多度与其竞争能力具有相关性,而不像中性理论所说的相互独立。另外,大家在中性动态下,加入生活史权衡等生物学细节,不仅增加了中性理论的现实意义而且增加了中性理论的预测能力。通过对有性生物繁殖对策的研究,大家发现个体水平上的自然选择并不导致种群水平上的种间竞争能力的最大化,这种矛盾对物种竞争共存有深远的影响。在一定条件下,它能促使相似物种通过“局域配偶竞争”、“性别冲突”、“遗传漂变”等过程来实现持久共存,并不一定需要物种之间在生态位上产生分化,因而对生态学的经典假说——竞争排除法则构成重要补充,也克服了Hubbell理论的一些缺陷。


(二)生物多样性维持与生态系统功能的关系

使用水生藻类群落实验体系研究了物种多样性与生态系统生产力及稳定性的关系。发现物种间可能存在着生态位互补效应,而且这种效应的强度是环境依赖性的;物种在群落中的定居顺序对群落的最终结构以及生态位互补效应的强度也可产生影响。这些结果表明中性共存和生态位分化可能同时发挥作用促进物种共存。在细菌-噬菌体实验系统中发现宿主-寄生者之间的相互关系会限制寄生者对温度升高这一环境变化因素的进化适应及续 存;这意味着种间相互作用对全球气候变化背景下的多样性维持有重要影响。

(三)生物适应性进化与群落形成

在中国东北东部温带针阔混交林分布区,建立了由25块自然群落残留片断组成的生物多样性多尺度多过程实验观测平台。该区域具有独特的进化与演变历史,记载着气候变化下,物种的遗传变异和适应进化,生物群落形成、演变与维持机制,是生物多样性科学研究的关键区域。大家对该平台中包括红松、蒙古栎、核桃楸等16个主要树种进行了空间遗传信息取样。基于蒙古栎、核桃楸等物种的分子亲缘地理学的初步研究发现,历史和气候变化对多样性形成都有重要作用,说明扩散与生态位过程共同对群落构建发挥作用。


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