高阶相互作用对宿主-寄生群落及其进化动态的影响

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自然群落中,物种生活在复杂的生态网络里,其中包含多种物种间相互作用。物种间相互作用是研究多物种共存、解释群落多样性的重要内容。近年来,高阶相互作用成为生态学研究的热点。不少研究表明,多物种群落存在高阶相互作用,且高阶相互作用对于研究多物种群落的动态具有重要意义。一方面,高阶相互作用在竞争群落的研究较多,但对于宿主-寄生群落,高阶相互作用的重要性还有待进一步探究。另一方面,具有相互作用的物种相互选择,相互适应,不断进行协同进化,研究表明,间接的相互作用会改变物种的适合度,考虑包含高阶相互作用系统的协同进化动态对研究复杂生态网络有重要意义。本文基于宿主-寄生群落,通过对比只包含直接相互作用的模型与包含高阶相互作用的模型结果,探究高阶相互作用对多宿主-寄生群落动态的重要性;其次,从进化角度出发,探究了高阶相互作用对协同进化动态的影响。为多物种群落动态的研究提供了依据。本文研究内容共包含五章,第一章对高阶相互作用以及协同进化理论的研究现状进行综述;第二章简要阐述了高阶相互作用模型,现象模型与机制模型,拟合优度检验,协同进化理论等;第三章基于Lotka–Volterra竞争模型,探究了高阶相互作用对多宿主-寄生群落的重要性;第四章基于疾病传播模型,引入无感染能力的宿主(稀释宿主),探究高阶相互作用对宿主-寄生群落协同进化动态的影响。第五章对本文探究的内容进行总结及展望。本文主要得出的新结果如下:(1)高阶相互作用模型在描述多宿主-寄生群落动态较直接相互作用模型更优;(2)种内高阶作用和种间高阶作用产生不对称效应,宿主间的种间高阶作用对群落产生的影响较种内高阶作用更为显著;(3)引入稀释宿主产生的高阶相互作用会抑制宿主和寄生物的特征多样性,改变其进化稳定性;(4)引入稀释宿主产生的高阶相互作用会降低疾病流行率,同时也会导致易感宿主和寄生物多样性(香农多样性指标)显著降低;(5)权衡(抵抗-繁殖,感染-最大传播)对特征进化动态是至关重要的,不同的权衡曲率会出现不同的协同进化动态。
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