昆明动物所提出估计“潜在(暗)”生物多样性的新方法
昆明动物研究所 · 2019/07/03
中国科学院昆明动物研究所研究员马占山近日在Journal of Biogeography上发文,提出一项预测估计“潜在”生物多样性 (Potential Diversity: 也谓之“暗”生物多样性 Dark Biodiversity) 的方法。

本文转载自“昆明动物研究所”。



昆明动物所提出估计“潜在(暗)”生物多样性的新方法

中国科学院昆明动物研究所研究员马占山近日在Journal of Biogeography上发文,提出一项预测估计“潜在”生物多样性 (Potential Diversity: 也谓之“暗”生物多样性 Dark Biodiversity) 的方法。该方法基于文章中提出的一个用于描述生物多样性时空分布的新数学模型。  

“潜在”生物多样性或者“暗”生物多样性概念类似于物理学中“暗物质”概念,一般是指在“局部群落”(Local Communities)中可能并不存在,但存在于特定生境的区域物种库中的物种。其重要特征之一是:“暗”多样性的研究或估计受“观察者”或“观察时空”的影响,故有学者提出用量子力学模型进行估计。但在现实生态学研究中,这些量子模型过于复杂,而且对能否应用量子模型来研究生物多样性并无共识。因此,关于潜在生物多样性的研究,多数仍停留在概念性的讨论或者比较,鲜有系统的评估方法或实际评估。尽管存在这些技术难题,但这一理念的重要性不言而喻。例如,预测未来气候变化下全球生物多样性潜在变化,或者估计各个地质年代曾经经历过的生物多样性变迁。而在微生物菌群研究中,其意义可能更为特殊;例如研究人体体内,或人群中菌群多样性动态变化的潜在峰值。该论文正是以室内居家环境菌群动态变化的数据示范了“潜在多样性”的预测估计。  

将该方法明确应用于潜在多样性估计其实有些偶然,Journal of Biogeography 编辑和审稿人起到了重要推动作用。估计方法的概念最早以“最大累计多样性(Maximal Accrual Diversity) ”发表于作者先前(2018年)论文中,而新论文提交到Journal of Biogeography 后,编辑立即提出了两大问题:(1)与 Whittaker, Triantis, and Ladle (2008) 基于地质动态研究提出的General Dynamic Model (GDM) 模型比较如何?有无优势?(2)与作者先前已经发表论文之间是什么关系?正式送审后,审稿人提出第(3)个问题:MAD方法可能能够估计“潜在多样性”和“暗多样性”,并提供了关于潜在(暗)多样性研究的最新文献。编辑后来提出的第(4)个修改建议则是讨论与“医学地理学”(Medical Geography) 的联系。  

医学地理学指疾病(特别是流行性疾病)其实具有地理分布特征,生境破坏、生物多样性丧失、全球气候变化对动植物病虫害乃至人类疾病的影响。如果不考虑地理尺度范围的影响,可能难以解释其大格局。类似于医学地理学的重要性,“医学生态学”其实也有类似问题有待探索。例如,文中示范新模型所采用的室内微生物菌群 (Indoor Microbiome)多样性数据,包括了来自人、宠物、家居环境的菌群样本。文中提出的新模型则有效地描述了不同时空菌群多样性的三维动态变化。而室内菌群的研究是目前建筑学和微生物交叉研究领域的重要热点课题。科学家已经开始探索室内环境微生物菌群动态对于居民健康的影响。不同方位的室内环境可能具有不同光照和温湿度条件,自然会影响室内环境中的菌群种类和数量(也就是菌群多样性)。

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  • 2019/07/05
    最近一项研究以玉龙雪山沿海拔梯度样带为平台,综合多维生物多样性和森林垂直结构研究了不同空间尺度(邻体尺度和样方尺度)下生物多样性对生态系统功能(地上生物量)的影响。
  • 2015/07/16
    因为多数创新药物无法预测,开发过程中前景时好时坏,当暗物质发出微弱的光时如何抓住意外发现就成了一个重要技能。据估计偶然发现在30%以上的新药发现中起了关键作用。巴斯德有句名言说机会属于有准备的人,做药也得眼观六路。如果太关注当今最红的星星那就容易忽略暗物质。
  • 2013/09/13
    噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的细菌病毒的总称,是病毒的一种。噬菌体被科学家比作是生物宇宙的“暗物质”,因为它的存在完全颠覆了自然界传统的遗传复制法则。近年来科学界把目光投向了噬菌体,噬菌体的神秘面纱正在被慢慢揭开。
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