利用数字进化研究协调停滞现象开题报告
2022-02-07 20:43:00
1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
稳定的生态群落指在一定程度上能抵抗各种干扰与入侵的群落。半个多世纪以来,人们对稳定群落进行了广泛的探讨,其中,群落内多样性与稳定性之间是否存在相关性一直得到高度的关注。近来,对食物网模型的研究显示,如果群落内包含对抗与互作,那么多样性越高的群落稳定性也越强。此类研究通常侧重于群落层面,较少考虑物种水平与生态系统水平的因素。
生态学上的这一研究暗示了生态层面的互作会对进化事件有所影响。有证据表明,群落倘若具有较高的多样性,进化事件的发生会受到抑制,同时空间成分的互作与成分非传递性的存在也会使种群呈现一定的稳定性(进化稳定)。但迄今并未有能全面解释多样性与稳定性的理论出现。在古生物学中,多样性与稳定性一起造成了协调停滞现象。
协调停滞指多种群生物群落在地质年代上表现出形态、分类与生态上的稳定性。当环境因素发生强烈变化时,停滞被打破,但在其后同一种群仍以相似结构存在。发生协调停滞的群落有如下属性:1、群落所处地质背景稳定,2、群落结构与物种组成在较长时间内稳定,3、能抵抗轻微环境变化与程度较轻的物种入侵,即弱侵入不改变群落结构,4、强环境变化前后,群落结构与生态行为相似。
2. 研究的基本内容和问题
本次研究通过使用符合进化生物学基础假设的计算机模型,来重演一定条件下生物迁移发生后,种群内谱系结构的变化。通过对重演结果的分析,希望能对栖息地追踪假说进行论证,以检验其是否为解释协调平衡的合理假说。试验内容见下方研究方法部分。
本次研究能否成功的前提,是所抽象出的模型单元能否较好地代表现实世界中生物的特征,一旦这一前提被确保,我们可以相信实验结果能合理代表实际的进化事件。这也是正实验开始前所必须不断修正的内容,通过对模型的调整及随后而来的检验,我们希望能获得最有代表性的,以获得最具有说服力的实验结果。3. 研究的方法与方案
研究方法:
本计划使用avida数字进化平台开展实验,有关avida平台的介绍可参阅其手册。
4. 研究创新点
特色或创新之处
本次研究使用的研究材料不同于以往的微生物模型(如大肠杆菌)与进化算法,在保留现实世界中生物进化特征的同时,提高了对进化事件重演的效率、可操作性与可溯性。通过对获得的海量数据进行序列比对与谱系构建,我们能在摆脱现实测序技术细节的情况下快速获得概念性的谱系信息,从而更简洁地研究进化事件本身。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
2019.1 相关文献搜索整理,与撰写文献综述
2019.2 拟定试验方案