動(dòng)物合作系統(tǒng)的演化與維持是社會(huì)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)研究中未能有效解決的核心問題之一，是英國皇家學(xué)會(huì)前主席Robert May在2005年的就職演說中提及，以及紀(jì)念Science創(chuàng)刊125周年之際科學(xué)家列出的前25個(gè)最具挑戰(zhàn)性的謎題。經(jīng)濟(jì)學(xué)之父Adam Smith及演化理論鼻祖Charles Robert Darwin分別從“自私人”和“適應(yīng)性”的角度解釋人類及動(dòng)物的合作行為，但這兩個(gè)假說都面臨利他合作行為的挑戰(zhàn)。

　　森林鳥類以多物種集群（mixed-species flock）的方式形成穩(wěn)定共存的典型社會(huì)合作系統(tǒng)，多為同營養(yǎng)級內(nèi)食蟲鳥為提高覓食效率和降低被捕食風(fēng)險(xiǎn)而產(chǎn)生的適應(yīng)進(jìn)化結(jié)果。鳥群以不同功能屬性的核心種、跟隨種和隨機(jī)種為節(jié)點(diǎn)，種間相互作用為連接邊，形成具有穩(wěn)定社會(huì)群聚性和生態(tài)交互作用的兼性互利共生網(wǎng)絡(luò)，是揭示動(dòng)物合作行為、網(wǎng)絡(luò)互作方式、群落構(gòu)建規(guī)則以及氣候變化響應(yīng)的理想模型。

　　近日，廣東省科學(xué)院動(dòng)物研究所（以下簡稱省科學(xué)院動(dòng)物所）張強(qiáng)副研究員帶領(lǐng)的“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與功能生態(tài)研究”團(tuán)隊(duì)基于南嶺山地10年連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，聯(lián)合國內(nèi)外6家科研機(jī)構(gòu)，創(chuàng)新性地結(jié)合了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及功能生態(tài)學(xué)的理論和方法，揭示了鳥類種間集群合作網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)海拔脅迫壓力的可塑性策略（圖1）。

　　圖1 海拔脅迫壓力下鳥類混合群的種間互作網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換示意圖

　　研究發(fā)現(xiàn)，海拔導(dǎo)致的環(huán)境變化并未顯著改變混合群鳥類群落結(jié)構(gòu)，集群參與者是通過改變物種之間的合作關(guān)系來適應(yīng)海拔斜坡壓力（圖2）。隨著海拔的升高，植物群落垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜性降低，物種之間的合作關(guān)系增強(qiáng)，比如生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的度（degree）增加，模塊性（modularity）降低。集群鳥類的合作模式由低海拔的分層合作（形成不同垂直層的混合群）轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放合作（多層次鳥類混合），參與者也由性狀相似物種轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)或相異的物種（圖3）。這種合作模式的轉(zhuǎn)變可能降低了相似種在高脅迫壓力下的競爭強(qiáng)度，增強(qiáng)了種間網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和恢復(fù)力，提高了鳥類適應(yīng)環(huán)境的能力，也為未來南嶺國家公園動(dòng)物種間互惠網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)提供了新思路。

　　圖2 高海拔集群鳥種采取“競爭+合作”的非對稱混合策略，模塊性降低導(dǎo)致功能特征差異較大的鳥類種間互作增強(qiáng)，并通過重組互惠網(wǎng)絡(luò)減少種間競爭，增加生態(tài)位互補(bǔ)效應(yīng)

　　圖3 鳥類集群合作網(wǎng)絡(luò)中種間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度與功能性狀或系統(tǒng)發(fā)育距離的相關(guān)性

　　(綠色代表低海拔，紅色代表高海拔)

　　相關(guān)研究成果近期發(fā)表于Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences（生物學(xué)綜合TOP期刊，自然指數(shù)期刊）。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣州市珠江科技新星、廣東省科學(xué)院科技發(fā)展專項(xiàng)和廣東省林業(yè)局野生動(dòng)物監(jiān)測等項(xiàng)目的資助。省科學(xué)院動(dòng)物所沈勇博士為論文第一作者，張強(qiáng)副研究員為通訊作者，鄒發(fā)生研究員、Eben Goodale教授、Marcel Holyoak教授、Christos Mammides博士等參與了研究。

　　近年來，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)以南嶺山地動(dòng)植物多樣性連續(xù)固定監(jiān)測樣地為依托，系統(tǒng)開展了山地生物多樣性維持、種間復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)物合作行為及其對環(huán)境脅迫壓力響應(yīng)方面的工作，系列研究成果發(fā)表于Ecology、Global Change Biology、Journal of Biogeography、Environmental Science & Technology和《科學(xué)通報(bào)》等生態(tài)學(xué)、生物學(xué)與環(huán)境科學(xué)旗艦期刊，有效提升了廣東省科學(xué)院在生態(tài)與環(huán)境板塊，尤其是動(dòng)物多樣性研究方面的影響力。

　　原文鏈接：https://royalsocietypublishing.org/doi/epdf/10.1098/rspb.2022.1840

（省科學(xué)院動(dòng)物所/供稿）