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科研成果

bwin88必赢网址曹林团队在Ecology发表动植物关系研究重要成果
作者: 发布时间:2021-12-14 点击数:

近日,云南大学bwin88必赢网址曹林团队(动植物关系研究组)在生态学权威期刊Ecology上发表题为“Mutual cheating strengthens a tropical seed dispersal mutualism”doi: 10.1002/ecy.3574)的论文,研究提出了互惠关系中两个物种相互欺骗能够稳定互惠关系的理论。曹林研究员为论文共同第一作者及唯一通讯作者,兰州大学严川教授为论文共同第一作者,荷兰瓦赫宁根大学Patrick A. Jansen教授、安徽大学王博教授、江西师范大学王振宇博士和中科院西双版纳热带植物园陈进研究员为论文共同作者。

互惠关系中,相互作用的两个物种通过交换物质或服务使得相互作用双方均获益。尽管互惠关系的最终结果是双方均受益,但由于基因的自私特性,自然选择更倾向于选择自私的特征而非合作的特征。因此,自然选择倾向于选择剥削(或欺骗,文中欺骗和剥削为同义词)互惠关系,即互惠关系中的一方很少回报或不回报另一方。欺骗可能会导致互惠关系退化甚至崩溃。已有的研究表明很多物种已经进化出了应对过度欺骗的策略,这些策略包括被欺骗者在遭受过度剥削时会惩罚欺骗者或者选择其它的合作伙伴(转换合作伙伴)以对抗过度欺骗。本研究提出了一种新的应对过度剥削/欺骗的策略,即被欺骗的一方也可以欺骗欺骗者形成相互欺骗(或相互剥削),从而能够稳定甚至增强两个物种间的互惠关系。然而,在以往的研究中并未发现两种物种间相互欺骗的案例。

曹林研究员及其合作者在西双版纳热带森林中通过对啮齿动物与植物互惠关系的研究,发现在啮齿动物通过分散贮藏行为传播森林中的优势植物假海桐(Pittosporopsis kerrii)种子的过程中,啮齿动物会通过切除种子的胚根推迟种子萌发以欺骗植物,然而被切除胚根的种子具有很强的再生能力能够再次萌发逃脱捕食以欺骗动物,二者形成了相互欺骗(或相互剥削)的关系(图1)。研究首先通过博弈模型分析了欺骗和相互欺骗的进化动态,发现当欺骗能使得互惠双方均获得更多的利益时,或者通过欺骗进行反欺骗能够使受害者挽回部分损失时,两个物种间的关系就会朝着相互欺骗的关系进化(图2),即相互欺骗更稳定。

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1啮齿动物与植物间的相互欺骗。

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2互惠关系中欺骗策略和不欺骗策略进化的四种可能的情况

研究团队在西双版纳热带森林中通过5年时间追踪了8000多粒假海桐种子的命运,发现在啮齿动物对假海桐种子的扩散过程中,与未切除胚根的种子相比切除胚根的种子扩散距离更远且最终幼苗建成率更高(图3)。此外,与未切除胚根的种子相比切除胚根的种子保留了更多的营养物质,且贮藏时间更长,从而能够使啮齿动物受益。这些结果说明,相互欺骗能够使啮齿动物和植物均获得更多利益。根据野外实验评估所得的利益代入博弈模型,发现啮齿动物与植物均倾向于朝着相互欺骗的关系进化。研究表明,互惠关系中两个物种相互欺骗能够增强及稳定互惠关系。

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3相互欺骗对啮齿动物与植物利益的影响。



供稿:bwin88必赢网址



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