Department of Biology, Kyushu University, Higashi-ku, Fukuoka, Japan.
J Anim Ecol. 2009 Nov;78(6):1172-81. doi: 10.1111/j.1365-2656.2009.01600.x. Epub 2009 Jul 20.
在具有时间变化的营养相互作用中,猎物的诱导防御和捕食者的诱导进攻是普遍存在的策略。由于功能特征本身的诱导特性,这些特性在生态时间尺度上驱动着动态的捕食者-猎物关系,捕食者和猎物可能通过它们的诱导特征(即互惠表型可塑性)相互作用。
尽管有大量证据表明,无论是在物种中,诱导特征都能稳定地影响群落动态,这有力地表明互惠可塑性在捕食者-猎物种群动态中具有关键的生态作用,但我们对其生态后果的理解非常有限。
在一个数学建模框架内,我们研究了互惠可塑性如何影响捕食者-猎物系统的稳定性。
通过假设两种表型转变类型,密度依赖型转变和适应性表型转变,我们考察了具有互惠可塑性的两种相互作用场景:(i)一种类似于军备竞赛的关系,其中防御性猎物表型比正常猎物表型更能保护两种捕食者表型(即正常和进攻型),而进攻型捕食者则是更有效的消费者,捕食两种猎物表型(即正常和防御型)比正常捕食者更有效;(ii)一种匹配反应的关系,其中进攻性捕食者消耗更多的防御性猎物,而消耗的正常猎物比正常捕食者少。
两种表型转变模型的结果一致表明,在所使用的参数值集下,与其他场景相比,类似于军备竞赛的互惠可塑性场景具有最大的稳定性区域。特别是,当猎物表现出高性能的诱导防御时,稳定性会更高。此外,这种稳定作用非常强,即使可塑性的更高灵活性并不总是稳定系统,也可以消除富化的破坏稳定作用。
最近的实证研究支持我们的模型预测。明确的互惠表型可塑性的例子表明存在类似于军备竞赛的关系,其中猎物物种表现出诱导的高性能防御。我们可能需要重新审视报告的捕食者-猎物相互作用,以确定是否存在类似于军备竞赛的互惠可塑性是一种普遍的生态现象。