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生態:アロメトリック次数分布は食物網の安定を促進する

Nature 450, 7173 doi: 10.1038/nature06359

自然生態系では、種は、エネルギーの流れを規定し複雑な食物網を形成する捕食-被食相互作用により互いにつながっている。これらの食物網が安定することにより、多種が共存し、多様な生態系を形成することができる。近年の理論研究では、捕食者と被食者の体重比が食物網の安定に極めて重要であることがわかっている。しかしながら、この安定に関与する諸機構についてはよくわかっていない。今回我々は、生体エネルギー論的な消費者-資源モデルを用い、3栄養段階の(3種からなる)食物連鎖において、ある特定の捕食者-被食者体重比のみが安定を促進する仕組みとその理由を調べた。捕食者がその餌となる生物よりもずっと小さい場合には、体重比の「持続領域」はボトムアップのエネルギー利用可能性により制限され、捕食者が餌生物よりずっと大きい場合には、富栄養化に駆動される動態により制限を受けることがわかった。また、自然にみられる5つの食物網での3栄養段階食物連鎖の97%で、予測された持続領域内に体重比が収まっていることも見いだされた。ランダムにつなぎ変えた食物網のさらなる分析の結果、自然食物網にみられる体重とアロメトリック次数分布が、この一貫性に関与していることが示された。アロメトリック次数分布により、種群の体重が増加するに伴い、種群内の捕食者の多様性は増加し、被食者の多様性は減少することが示される。我々の結果は、種群の体重と捕食-被食相互作用の間の単純な関係が、複雑な食物網の安定を促進する可能性があることを示している。

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