生態学：高次相互作用は競争ネットワークモデルにおいて動態を安定させる

生態学では、自然界で見られる優れた生物多様性がどのようにして維持されているのかを説明する方法が長らく求められてきた。競争者間の相互作用という単純なモデルでは、非常に大きな生態学的群集の安定な持続性を再現できない。一方、種間の相互作用はなく、移入と種分化により多様性が維持されるとする中立モデルでは、個体数の変動は非現実的なほどに小さく、種の個体数とその古さとの間に生じる強い正の相関は経験的証拠に反している。相互作用する競争者からなる大規模な群集をロバストに持続できるモデルはまだない。今回我々は、1つの種の存在が他の種間の相互作用に影響を及ぼすという高次相互作用が安定化の役割を果たすことにより、非常に多様な群集が持続可能になることを示す。高次相互作用は数十年にわたり研究されてきたが、そうした相互作用の生態学的群集形成における役割はまだ明らかになっていない。競争ネットワークモデルに高次相互作用を組み込むと動態が安定化し、複数の種の共存が、個体数とパラメーター値の両方の撹乱に対してロバストになる。高次相互作用は、閉鎖型の生態学的群集モデルだけでなく、新たな種が絶えず導入される開放型の群集モデルにおいても強い影響を及ぼすことが明らかになった。我々の枠組みでは、高次相互作用は対相互作用によって完全に定義付けられ、経験的なパラメーター化と我々のモデルの検証が容易になる。

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