堪萨斯大学研究认为生物多样性的中性理论比传统的红皇后理论解释更准确

重温红皇后理论

"红皇后理论"认为，物种必须不停地奔跑才能保持不动，就像刘易斯-卡罗尔的《透过望远镜》一书中的人物一样，领衔作者、昆明理工大学生态学与进化生物学系博士后研究员詹姆斯-索尔兹伯里（James Saulsbury）说。"这一观点在 20 世纪 70 年代被转化为一种生态学理论，试图解释物种灭绝风险似乎不会随物种寿命而改变这一现象。"

然而，岁月并没有眷顾这一理论。索尔斯伯里说："在对这一现象的最早调查中，所有年龄段的物种似乎都以差不多的速度灭绝，这也许只是因为当时的证据相对粗糙。这在红皇后模式下是有道理的，在这个模式下，物种不断与其他物种竞争，而其他物种也在与它们一起适应环境"。

质疑和超越红皇后

但是，随着更多数据的收集和更复杂方法的分析，科学家们越来越多地发现了红皇后理论的反证。

较年轻的物种通常面临更大的灭绝风险。堪萨斯大学的一个新模型显示了这一新发现，即物种灭绝与年龄有关，同时也强调了零和竞争在解释物种灭绝中的重要性，正如较早的"红皇后"理论一样。资料来源：Saulsbury 等人

索尔兹伯里说："科学家们不断发现年轻物种特别容易灭绝的情况。因此，我们有了一个理论真空--一堆反常的观察结果，却没有统一的方法来理解它们。"

但现在，索尔斯伯里领导的研究发表在《美国国家科学院院刊》上，或许能解开这个谜团。索尔兹伯里和他的合著者们的研究表明，一个物种的年龄与其灭绝风险之间的关系可以通过一个被称为"生物多样性中性理论"的生态模型来准确预测。

中性理论的启示

中性理论是一个生态上相似的物种争夺有限资源的简单模型，每个物种的结果或多或少都是随机的。

根据《国家科学院院刊》（PNAS）论文的非专业摘要，在该理论中，"物种要么灭绝，要么从较小的初始种群规模扩大到不那么容易灭绝，但它们总是容易被竞争者取代"。索尔斯伯里及其同事将这一理论延伸到对化石记录的预测中，发现中性理论"以惊人的准确性预测了浮游动物化石中的存活率，并解释了红皇后预测的一般经验偏差"。

索尔兹伯里的合著者是多伦多大学的 C. Tomomi Parins-Fukuchi、牛津大学和亚利桑那大学的 Connor Wilson 以及奥斯陆大学的 Trond Reitan 和 Lee Hsiang Liow。

虽然中性理论似乎意味着"红皇后理论"的谢幕，但这位科大研究人员说，"红皇后理论"仍然有其价值。主要是它提出了一个仍然有效的观点，即物种之间为了有限的资源进行零和博弈，总是在争夺自然界更大的蛋糕。

索尔斯伯里说："红皇后理论一直是生物进化论界一个引人注目的重要观点，但化石记录的数据似乎不再支持这一理论。但我并不认为我们的论文真的驳斥了这一观点，因为事实上，红皇后理论和中性理论在深层次上非常相似。它们都描述了由于物种之间对资源的竞争以及生物相互作用导致的群落不断更替而导致的物种灭绝"。

保护的相关性和影响

最终，这些发现不仅有助于理解塑造自然世界的各种力量，而且可能与保护工作相关，因为全球各地的物种面临着气候变化和栖息地丧失带来的日益严重的威胁。

"是什么让一个物种容易灭绝？索尔兹伯里问道。"人们有兴趣从化石记录中了解它是否能告诉我们任何有助于保护物种的信息。我们研究的悲观之处在于，在有些生态情况下，物种的命运并不是完全可以预测的；我们能够预测灭绝的程度是有一定限度的。在某种程度上，灭绝将由看似随机的力量决定--历史的偶然。这一点在古生物学研究中得到了一些支持。"他说，人们一直在努力了解化石记录中灭绝的预测因素，但迄今为止并没有得出太多的一般性结论。

"没有什么特征能使人永生或不容易灭绝。但我们的研究乐观的一面是，整个群落的灭绝模式是可以预测和理解的。我们可以很好地掌握生物群落的特征，比如物种灭绝的风险是如何随着年龄的增长而变化的。即使单个物种的命运难以预测，整个群落的命运也是可以很好理解的"。

索尔兹伯里还提出了一个警告：对物种灭绝的中性解释在生命之树不同部分的成功率有多大，还有待观察。他说："我们的研究也是在以百万年为单位的地质时间尺度上进行的。在我们一生的时间尺度上，情况可能会大不相同。"

编译来源：ScitechDaily