为什么热带森林如此多样?

生态学家一直在努力解释为什么热带森林有这么多不同种类的树木。出现的一种主流理论认为，每一种植物都有一个特殊的自然天敌，它能帮助控制这种植物的数量，并让其他植物茁壮成长。耶鲁大学研究人员的一项新研究发现，这种被称为janzenconnell假说的现象确实促进了热带物种的共存——除了没有的时候。

他们在《生态学通讯》杂志上撰文指出，不同物种在多大程度上容易受到这些天敌的侵害，存在很大差异。通过使用理论模型——以及对巴拿马巴罗科罗拉多岛(Barro Colorado Island)收集的数据进行分析——他们表明，这些差异可能会为某些物种创造竞争优势，使群落变得不那么稳定，而不是更稳定。耶鲁大学森林与环境研究学院(F&ES)的博士后研究员西蒙•斯汤普说:“我们的分析表明，岛上的天敌实际上可能正在损害许多物种的生存能力，而不是一致地帮助物种共存。”这一发现对社区生态学的一个主要假设提出了质疑——或者至少是一个重要的警告。至少它表明，可能还需要其他解释。

janzenconnell的假说是20世纪70年代初引入的一个被广泛认可的理论。该假说认为，树木的多样性共存是因为特定的“天敌”——无论是食草昆虫还是真菌病原体——降低了种子和幼苗的存活率。这种结果尤其普遍，当种子散布在它们的父母附近或同一物种的成员附近时，这些天敌更容易被发现。这种现象被称为同源负密度依赖(CNDD)。根据这一假说，稀有物种从这种现象中获益更多——因为与普通植物相比，地球上“没有”敌人的地方往往更多——这给了它们比普通幼苗更好的生存机会。从理论上讲，这可以防止任何物种变得太普通或太稀有。

然而，近年来，科学家们发现这种关系并不适用于所有物种，斯汤普说。“越来越多的人发现，一些物种在很大程度上对这些天敌免疫，而另一些物种则更容易受到攻击。”为了验证这一理论，Stump和Comita开发了一个模拟树木间竞争的理论模型。它预测了一个物种对其“天敌”的脆弱性如何影响其是否灭绝，以及种子传播的模式如何影响这些结果。

根据他们的发现，如果稀有植物物种更容易受到天敌的攻击，特别是在分散程度较低的情况下，群落就不那么稳定了。此外，他们发现，与其他竞争因素相比，敌人敏感度的变化对多样性的潜在危害更大。为了说明他们的发现，他们应用了来自巴罗科罗拉多岛低地热带热带树种的CNDD估算数据，Comita在那里进行了17年的研究。

科米塔及其同事在《科学》(Science)杂志上发表了一篇文章，对巴罗科罗拉多岛(Barro Colorado Island forest)幼苗存活的长期数据进行了分析。文章称，与群落中较为常见的物种相比，稀有物种更容易受到同种负密度依赖的影响。“因此，与普遍认为的同质负密度依赖总是促进树木多样性的假设相反，我们新的理论研究表明，它实际上可能会减少共存物种的数量，”她说。她补充说:“我们的研究表明，将来自野外的数据与理论模型相结合，可以在我们对复杂系统(如热带森林)的理解方面取得重大进展。”