休眠稳定了结构化食物网

root 提交于 周日, 05/31/2026 - 02:47
理论预测,强物种相互作用会驱动生态不稳定性,但强相互作用在生态系统中很常见,而强烈的不稳定性似乎较为罕见。这一差异促使人们持续关注那些能够限制或抵消不稳定性的生态机制。休眠——一种可逆的代谢抑制状态——可能就是其中之一。休眠是一种普遍存在的生活史特征,见于从细菌到树木的多种生物。休眠个体形成“种子库”,它们暂时脱离种群统计过程和物种相互作用,从而保留了过去生态动态的“记忆”。种子库能够稳定捕食者—猎物相互作用,但它们是否、在何种条件下以及如何影响更大规模生态网络的稳定性,仍不明确。我们表明,在一个最简数学模型中,休眠能够稳定振荡动力学,并说明休眠如何将高振荡频率转化为强恢复力。我们发现,在经历霍普夫分岔并表现出振荡性不稳定的结构化食物网中,休眠能够产生定性的稳定化效应;但在非结构化网络或以竞争性或互利性相互作用为主导的网络中,则不能。即使只有部分物种进入休眠并驱动稳定化,这一分类仍然准确。我们的结果阐明了休眠在何种条件下能够促进稳定性,表明休眠可能是食物网中一个重要但被忽视的稳定化因素。

理论预测,强烈的物种相互作用会驱动生态不稳定性,但强相互作用在生态系统中很常见,而显著的不稳定性似乎较为罕见。这一差异促使人们长期关注那些能够限制或抵消不稳定性的生态机制。休眠——一种可逆的代谢抑制状态——可能就是其中之一。休眠是一种普遍存在的生活史性状,见于从细菌到树木的多种生物。休眠个体形成“种子库”,它们暂时脱离种群统计过程和物种相互作用,从而保留了过去生态动态的“记忆”。种子库能够稳定捕食者—猎物相互作用,但它们是否、在何种条件下以及如何影响更大规模生态网络的稳定性,仍不确定。

我们表明,在一个最小数学模型中,休眠能够稳定振荡动力学,并说明休眠如何将高振荡频率转化为强恢复力。我们发现,在经历Hopf分岔并表现出振荡性不稳定的结构化食物网中,休眠能够产生定性的稳定化效应;但在非结构化网络中,或在以竞争或互利相互作用为主导的网络中,则不会产生这种效应。即使只有部分物种进入休眠并驱动稳定化,这一分类仍然成立。我们的结果阐明了休眠何时能够促进稳定性,表明休眠可能是食物网中一个重要但被忽视的稳定化因素。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.28.728563v1?rss=1

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