A simple spatially explicit neutral model explains range size distribution of reef fishes
A simple spatially explicit neutral model explains range size distribution of reef fishes
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一个简单的空间显式中性模型解释了珊瑚礁鱼类的范围大小分布
DOI：
10.1101/238600
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Alzate A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alzate A
几十年来，物种之间活动范围的巨大差异一直吸引着生态学家。与珊瑚礁相关的鱼类生活在高度空间结构的栖息地，并采取广泛的扩散策略。因此，我们预计具有更强扩散能力的物种会占据更大的范围。然而，关于扩散和范围大小之间这种正相关关系的经验证据仍然很少。在这里，我们利用经验数据和一个新的空间显式模型揭示了扩散对珊瑚礁相关鱼类范围大小分布的作用。地理位置热带东太平洋。珊瑚礁相关鱼类的主要分类群。基本记录来自20世纪和21世纪。我们估计了所有与珊瑚礁相关的鱼类的范围大小分布，这些鱼类被分为六个行会，每个行会具有不同的扩散能力。我们使用一个一维空间明确的中性模型，模拟物种沿线性和连续海岸线的分布，以探索扩散、物种形成和采样对范围大小分布的影响。我们的模型结合了生物学上重要的长距离扩散事件和一个肥尾扩散核，并且采用了比中性理论最初使用的更现实的渐进“长期”物种形成过程。我们使用近似贝叶斯计算方法拟合模型与经验数据，并使用顺序蒙特卡罗算法。结果单凭随机的出生、死亡、物种形成和扩散事件就可以准确地解释6种不同的热带珊瑚礁相关鱼类的经验范围大小分布。行会之间范围大小分布的差异完全可以用分散能力的差异来解释，最好的分散者分布在更大的范围内。中性过程和行会特异性扩散能力为行会范围内和跨行会范围的规模变化提供了一般解释。我们的研究结果支持了理论预期，但经验上存在争议的假设，即高扩散能力促进了大范围规模的建立。
AimThe great variation in range sizes among species has fascinated ecologists for decades. Reef‐associated fish species live in highly spatially structured habitats and adopt a wide range of dispersal strategies. We consequently expect species with greater dispersal ability to occupy larger ranges. However, empirical evidence for such a positive relationship between dispersal and range size remains scarce. Here, we unveil the role of dispersal on the range size distribution of reef‐associated fishes using empirical data and a novel spatially explicit model.LocationTropical Eastern Pacific.Major taxa studiedReef‐associated fishes.Time periodUnderlying records are from the 20th and 21st centuries.MethodsWe estimated range size distributions for all reef‐associated fishes separated into six guilds, each with different dispersal abilities. We used a one‐dimensional spatially explicit neutral model, which simulates the distribution of species along a linear and contiguous coastline, to explore the effect of dispersal, speciation and sampling on the distribution of range sizes. Our model incorporates biologically important long‐distance dispersal events with a fat‐tailed dispersal kernel and also adopts a more realistic gradual “protracted” speciation process than originally used in neutral theory. We fitted the model to the empirical data using an approximate Bayesian computation approach, with a sequential Monte Carlo algorithm.ResultsStochastic birth, death, speciation and dispersal events alone can accurately explain empirical range size distributions for six different guilds of tropical, reef‐associated fishes. Variation in range size distributions among guilds are explained purely by differences in dispersal ability with the best dispersers being distributed over larger ranges.Main conclusionsNeutral processes and guild‐specific dispersal ability provide a general explanation for both within‐ and across‐guild range size variation. Our results support the theoretically expected, but empirically much debated, hypothesis that high dispersal capacity promotes the establishment of large range size.
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J. Rosindell;Albert B. Phillimore
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