岛屿生物学研究新路标:
“岛屿生物地理学理论”问世50年后待解决的50个根本科学问题
在MacArthur和Wilson的著作《TheTheoryofIslandBiogeography》发表50年之际,世界各地的生态学家和生物地理学家通过各种方式纪念这一伟大成果对生态学和进化学领域等的贡献,在总结该领域50年来发展成果的基础上,系统梳理了岛屿生物地理学未来的发展路线图和重点研究方向。
图1《岛屿生物学理论》
图2最新一期JournalofBiogeography(,44)
期刊封面,记录了拉帕尔马岛密集的野蓝蓟
群体,最壮观的海洋岛屿植物景观之一。
年葡萄牙亚速尔岛(Azores)举行的岛屿生物学国际会议召开之前,由21名岛屿生物地理学专家推动,成立了5位当今国际知名专家领衔的“岛屿生物学50个基本问题”工作组,他们分别是西班牙岛屿生态与进化研究中心的JairoPatino、英国剑桥大学地理与环境学院的RobertJ.Whittaker、葡萄牙亚速尔大学生态、进化和环境变化中心的PauloA.V.Borges、西班牙拉古纳大学岛屿生态与生物地理学研究院的JoseMar?aFernandez-Palacios、英国东安格利亚大学生物学院的BrentC.Emerson。这5位至少是以下7个研究领域中某一方面的国际权威学者,包括宏生态与生物地理[(Macro)EcologyandBiogeography]、物种形成与灭绝[SpeciationandExtinction]、群落生态[CommunityEcology]、生物相互作用[BioticInteractions]、保护生物学与全球变化[ConservationBiologyandGlobalChange]、扩散与定居[DispersalandColonization]和古生物地理与古生态[PalaeobiogeographyandPalaeoecology]。他们被分配在以上7个不同研究领域的工作小组,各小组也另外招收1-2名其他专家一起工作。以这7个小组为基础,另外成立第8小组,专门收集和筛选未覆盖以上7个领域的科学问题。总体上,“岛屿生物学50个基本问题”工作组成员是不同研究区域、不同模式生物和国际合作研究网络的代表。
工作组成立后,要求每个小组至少提出15个本领域最基本的科学问题,在此过程中,鼓励各成员广泛征集尽量多同行的意见。通过该过程,工作组总共收集到了个问题,经过5位专家对重复性和模棱两可问题的比对,第一轮筛选出了个初步问题。之后,在年的岛屿生物学国际会议上,个参会者被邀请连续参与了4次网上投票调查。调查的方式为要求参与者确定每个问题是否为根本性问题。最终,经过多轮随机处理和投票,从个广泛征集的科学问题中,遴选出了50个最根本的科学问题,以供未来岛屿生物学重点研究。目前,该成果发表在最新一期的生物地理学期刊上(JournalofBiogeography()44,–),其遴选过程细节和技术路线如下图所示:
图3工作组确定50个根本问题的过程
这50个问题是在优先考虑概念广泛性的基础上,能够通过研究手段回答的科学问题。科学问题围绕有关岛屿研究的广泛话题,主要包括四大部分:宏生态和生物地理((Macro(EcologyandBiogeography))、宏进化((Macro(Evolution))、群落生态(CommunityEcology)、保护与管理(ConservationandManagement)。这四大部分进一步划分为以下12个研究领域50个科学问题:全球多样性格局(5个问题)、岛屿发育与以往的气候变化(4个问题)、岛屿法则与综合性征(3个问题)、岛屿生物地理理论(4个问题)、迁徙-物种形成-绝灭动态(5个问题)、物种形成与多样性(4个问题)、扩散和定殖定居(3个问题)、群落建构(6个问题)、生物相互作用(2个问题)、全球变化(5个问题)、保护和管理政策(5个问题)、外来物种入侵(4个问题)。现分别介绍如下:
一、岛屿宏生态与生物地理
1.全球多样性格局(Globaldiversitypatterns)
Q1:Whataretherelativerolesofspatial,historicalandecologicalprocessesindrivingtaxonomic,phylogeneticandfunctionaldiversitypattersofinsularsystems?
空间、历史和生态过程在驱动岛屿系统的物种分类、谱系和功能多样性方面的相对贡献是什么?
Q2:Howdofundamentalbiogeographicprocessesinteractthroughtimeandspacetoestablishtheislandspecies-arearelationship?
岛屿的物种-面积关系是如何受不同时空尺度的基本生物地理过程操控的?
图4岛屿面积与物种数关系
Q3:Howdotaxonomic,phylogeneticandfunctionaldiversity
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