4001百老汇净水联合提出基于暗多样性的淡水鱼类入侵预测框架
近期，中国科研实验室水生生物研究所生态系统生态学研究团队在淡水鱼类入侵机制研究中取得新进展。团队联合国内外相关组织提出了基于暗多样性预测淡水鱼类入侵结果的研究框架，相关成果以“Dark diversity framework reconciles Darwin’s naturalization conundrum for freshwater fish invasions”为题发表于美国国家科学院院刊《PNAS》。水生所徐猛研究员为论文共同第一作者。
外来物种归化与入侵机制是入侵生态学研究的核心问题之一。达尔文在《物种起源》中曾提出两个看似相反的观点：一方面，与本地物种亲缘关系较近的外来物种可能因具有相似的环境适应能力而更容易成功建立；另一方面，与本地物种亲缘关系较远的外来物种也可能因竞争较弱、生态位差异更大而更容易成功。这一经典科学问题被称为“达尔文归化谜团”（Darwin’s naturalization conundrum）。近30年来，不同研究常常得到不一致甚至相互矛盾的结论，提示该谜团可能具有显著的情景依赖性。
围绕这一科学问题，研究团队近年来召开了系列研究，发现系统发育近缘但功能性状远缘的外来鱼类更容易成功建群（Xu et al. 2022, Global Change Biology），揭示了全球淡水鱼类入侵与近缘种存在的关联机制（Xu et al. 2024, Nature Communications），并进一步阐明了主导外来鱼类建群和入侵程度的差异性机制（Xu et al. 2025, Science Advances）。本研究在前期工作的基础上，进一步将“暗多样性”（dark diversity）框架引入达尔文归化谜团的研究中。
图1 基于暗多样性的达尔文归化谜团解决方案
研究结果表明，在物种库较小、群落完整性较高的湖泊中，与本地鱼类亲缘关系较近的外来鱼类更容易成功建立；而在物种库较大、群落完整性较低的湖泊中，与本地鱼类亲缘关系较远的外来鱼类更具建立优势。进一步模型比较显示，物种库大小和群落完整性对该格局的解释力明显优于传统研究中常用的本地物种丰富度，也优于湖泊面积、纬度、海拔和温度等环境变量。研究结果有助于深化对全球淡水鱼类入侵格局及其形成机制的认识，也为外来物种入侵风险预测和淡水生态系统管理给予了新的分析思路。
图2 物种库大小和群落完整性共同调节物种亲缘关系对外来鱼类入侵的影响
华东师范大学生态与环境科学学院张文刚博士生与水生所徐猛研究员为论文共同第一作者，华东师范大学黎绍鹏教授为通讯作者。研究合作者包括华东师范大学范舒雅博士、加拿大萨斯喀彻温大学Jonathan A. Bennett教授、英国贝尔法斯特女王大学Ross N. Cuthbert博士和Jaimie T. A. Dick教授，以及爱沙尼亚塔尔图大学Meelis Pärtel教授。该研究得到国家重点研发计划项目（2023YFC2604500）、国家自然科学基金（32571947、32222051、31971553）、教育部基础学科与交叉学科突破计划（JYB2025XDXM904）等项目资助。
论文链接：http://doi.org/10.1073/pnas.2604929123
