在生态学范围，生物各类性与入侵性之间的关系一直是一个“悬而未决”的复杂问题。

传统不雅点以为，生物各类性越高，生态系统越难以被外来物种入侵，因为高各类性意味着生态位已被充分占据。

然则，在骨子的田园不雅测中，生态学家们不雅察到了两种不同的联系性：

一方面，跟着当地物种各类性的增多，入侵性会裁汰；另一方面，无意也会不雅察到跟着物种各类性的增多，入侵性反而增多的征象。这种矛盾的征象激励了科学家重新想考生物各类性与入侵性之间的关系。

近期，好意思国麻省理工学院团队为上述问题提供了一个全新的、相对颐养的视角。他们结合表面和实验发现，不成浅易地用物种各类性进行入侵性斟酌，重要在于分析当地物种各类性被调控的要素。

当物种各类性受外来物种库的数目调控时，各类性照实与传统的生物抵触假说一致，即跟着各类性增多入侵性会裁汰。但当环境条款发生变化时，环境要素可能会同期影响入侵性和各类性，导致二者之间呈正联系的关系。

例如，在沙漠生态系统中，物种各类性低，入侵性也低；而草原生态系统中，物种各类性高，入侵性也高。

总体来说，该盘问通过对生态学中三个紧迫的涌现变量（各类性、褂讪性、入侵性）建造颐养的关系框架，为斟酌入侵收效与生态影响提供了一种全新的视角。

图丨胡脊梁（开端：胡脊梁）

近日，联系论文以《集体能源机制斟酌微生物群落中的入侵收效相配影响》（Collective dynamical regimes predict invasion success and impacts in microbial communities）为题发表在 Nature Ecology & Evolution[1]。

麻省理工学院胡脊梁博士（现为清华大学助理培植）是第一作家，杰夫・戈尔（Jeff Gore）培植担任通信作家。

图丨联系论文（开端：Nature Ecology & Evolution）

2022 年，该课题组在

Science报谈了一种阻滞生态系统中群落当作举座的涌现行为（DeepTech 此前报谈：），但其时莫得斟酌外来物种加入的情况。

然则，实验中的生态系统连接是盛开的，随时可能濒临外来物种的入侵。因此，盘问东谈主员在之前职责的基础上，进一步探讨了如何斟酌盛开生态系统中入侵物种的涌现行为。

该盘问的想路是：在表面层面对复杂系统进行降维解决，通过粗粒化和简化来识别出纰漏形色系统状况的重要端正参数。

胡脊梁解说说谈：“这是物理学和科学盘问的一个主要方向，因为只好将系统的维度裁汰，咱们能力更好地进行斟酌、端正和操作。”

在前文提到的 Science 盘问中，他们发现，只需要少数几个重要参数就不错斟酌某个群落的涌现行为和能源学特色，例如平均互作强度和物种池的大小。

图丨作家冷落生态系统中各类性、褂讪性与入侵性的关系的颐养框架（开端：胡脊梁）

在这项新的盘问中，AG真人百家乐怎么玩盘问东谈主员相同发现系统可能只与几个重要变量联系，主淌若存活率（surviving fraction）、褂讪性（即系统是处于颠簸状况已经稳态）、互作强度和物种池的大小。

他们发现，使用存活率当作斟酌方案纰漏更准确地响应入侵性。在田园，不错通过比拟一个局部区域的生物各类性与更平方区域的生物各类性来计较存活率，从而斟酌入侵性。

图丨微生物群落的实验自满，颠簸群落的入侵概率高于褂讪群落，导致了正向的各类性易入侵性关系（开端：Nature Ecology & Evolution）

此外，该课题组还发现，具有动态漂浮的群落不仅各类性更高，入侵性也更高。“这可能是因为漂浮群落跟着时期的推移提供了抓续变化的生态位，为更多入侵物种提供了契机。”胡脊梁默示。

在实验中，盘问东谈主员不雅察到了生物学家之前所不雅察到的各式征象，包括正联系和负联系，以及优先效应的存在与否。通过新框架对数据进行组织和分析后，他们发现不错很好地斟酌顽劣化的参数。

这意味着，尽管存在一些看似矛盾的关系，但通过该团队所冷落的分析框架，这些关系不错被整合为一种更为普适的口头。

盘问东谈主员以为，这种设施将来也不错愚弄于当然数据的分析。例如，如果有富足的数据，不错通过相同的分析设施匡助其他生态学家将他们不雅察到的各式征象整合在沿路。

该盘问不仅有助于更好地融会和斟酌生态系统的入侵历程，还与生态和健康的联系问题密切联系。例如，益生菌的定制和粪便移植等设施王人波及对原有菌群的入侵，致病菌（如深广梭菌）的入侵等。

该盘问不错径直匡助融会和斟酌故意和无益入侵的影响，从而有望通过盘算推算更灵验的益生菌或战略，更好地稳妥和发扬作用。此外，这项盘问在更宏不雅的生态层面也具有指点真谛。

胡脊梁例如说谈：“例如，在但愿某些生物入侵以重建荒凉化地区时，或者在抵拒外来物种入侵时，咱们的职责不错提供一些有价值的参考和指点。”

图丨模子斟酌，当群落的褂讪性、互相作用强度和物种数目增多时，入侵概率会裁汰（开端：Nature Ecology & Evolution）

据了解，胡脊梁已于 2024 年 12 月入职清华大学，他的盘问兴味主要结合在微生物与癌症的生态学和进化能源学方面，终点是暖热微生物群落与肿瘤体系之间的互相作用，以及它们在生态和进化层面的动态变化。

下一步，该课题组计算将盘问框架愚弄于临床菌群数据、微生物群落移植数据以及宏不雅生态学数据的分析，以考证该设施在其他数据结合入侵行为的灵验性。

“我将赓续暖热于如何将刻下的入侵行为模子拓展到斟酌复杂空间结构的情况，比如在肿瘤组织里面的空间结构对入侵行为的影响。”胡脊梁默示。

参考云尔：

1.Hu, J., Barbier, M., Bunin, G. et al. Collective dynamical regimes predict invasion success and impacts in microbial communities. Nature Ecology & Evolution (2025). https://doi.org/10.1038/s41559-024-02618-y

2.Hu,J. et al. Emergent phases of ecological diversity and dynamics mapped in microcosms.Science 378, 6615,85-89（2022）. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7841

运营/排版：何晨龙

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