海洋矽藻 属于浮游生物 ,似乎无视了竞争排除原则 。
在水生生物学 中,浮游生物悖论 (英语:paradox of the plankton )描述的是有限的资源却意外地支持了大量浮游生物 物种的情况,这显然挑战了竞争排除原则 ,即两个物种竞争相同的资源时,有一个会占劣势而灭绝 。
浮游生物悖论 源于观察到的浮游生物多样性 与竞争排除原则 [ 1] (也称为高斯定律[ 2] )之间的矛盾,后者认为,当两个物种 竞争 相同的资源时,最终只有一个物种能够存续,而另一个会灭绝 。这样的两个物种之间是不可能共存的[ 3] ,因为占主导地位的物种将不可避免地耗尽共同的资源,从而压制劣势种。尽管浮游植物 相互竞争的资源种类(例如光、硝酸盐、磷酸盐、硅酸、铁)有限,但它们的生命在所有系统发生学 水平上都是高度多样的。
浮游生物悖论最初由乔治·伊夫林·哈钦森 于1961年指出,他提出借助光或湍流的垂直梯度、共生 或偏利共生 、差异捕食 ,或者环境条件不断变化等因素,可以解决这一悖论。[ 4] 近来的文献提出,考虑以下这些因素可以解决该悖论:混沌流体运动[ 5] 、尺度选择性进食(size-selective grazing)[ 6] 、时空异质性[ 7] 和环境波动[ 8] 。 更一般地说,一些研究人员认为,生态和环境因素不断相互作用,使得浮游生物的栖息地 永远不会达到有利于单一物种的平衡。[ 9] 在Mitchell等人(2008)的论文中,研究人员发现,对浮游生物分布的小规模分析结果呈现出斑块聚集的特征,数量级为10 cm,它们存在的时间足够长(>10分钟),允许浮游生物进食、竞争和传播。[ 10]
^ Hardin, G. The Competitive Exclusion Principle. Science. 1960, 131 (3409): 1292–1297. Bibcode:1960Sci...131.1292H . PMID 14399717 . doi:10.1126/science.131.3409.1292 .
^ Gause, G. F. Experimental Studies on the Struggle for Existence - I. Mixed Population of Two Species of Yeast . Journal of Experimental Biology. 1932, 9 : 389–402. doi:10.1242/jeb.9.4.389 .
^ Johnson, Christopher A.; Bronstein, Judith L. Coexistence and competitive exclusion in mutualism . Ecology. 2019, 100 (6): e02708. ISSN 1939-9170 . PMID 30924140 . doi:10.1002/ecy.2708 (英语) .
^ Hutchinson, G. E. (1961) The paradox of the plankton . American Naturalist 95 , 137-145.
^ Károlyi, G., Péntek, Á., Scheuring, I., Tél, T., Toroczkai, Z. (2000) Chaotic flow: the physics of species coexistence (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 ). Proceedings of the National Academy of Sciences 97 , 13661-13665.
^ Wiggert, J.D., Haskell, A.G.E., Paffenhofer, G.A., Hofmann, E.E. and Klinck, J.M. (2005) The role of feeding behavior in sustaining copepod populations in the tropical ocean 互联网档案馆 的存档 ,存档日期2008-09-05.. Journal of Plankton Research 27 , 1013-1031.
^ Miyazaki, T., Tainaka, K., Togashi, T., Suzuki, T. and Yoshimura, J. (2006) Spatial coexistence of phytoplankton species in ecological timescale Archived copy . [2007-06-06 ] . (原始内容 存档于2007-09-27). . Population Ecology 48(2) , 107-112.
^ Descamps-Julien, B.; Gonzalez, A. Stable coexistence in a fluctuating environment: An experimental demonstration (PDF) . Ecology. 2005, 86 (10): 2815–2824 [18 October 2014] . doi:10.1890/04-1700 . (原始内容 (PDF) 存档于17 November 2006).
^ Scheffer, M., Rinaldi, S., Huisman, J. and Weissing, F.J. (2003) Why plankton communities have no equilibrium: solutions to the paradox . Hydrobiologia 491 , 9-18.
^ Mitchell, J.G., Yamazaki, H., Seuront, L., Wolk, F., Li, H. (2008) Phytoplankton patch patterns: Seascape anatomy in a turbulent ocean. Journal of Marine Systems 69 , 247-253.