周期蝉素数选择中的Allee效应
互联网 / houtizong 发布于 3年前 65
几乎所有的蝉都会先作为幼虫在地下成长几年，从地下钻出来后进入短暂的成年阶段，它们的成年阶段通常只有几周到几个月。然而北美洲周期蝉（Magicicada）与其它蝉不相同的是，它们先在地下蛰伏十三或十七年，然后所有成员在同一年破土而出。这种以素数为周期的时间选择令人觉得很神奇，它们的生命周期也不可思议的长。其它种类的蝉都没有周期蝉那样同时爬到地面的现象。日本静冈大学的科学家Jin Yoshimura及其同事建立了一个蝉生命周期的数学模型，根据两个因素审视了周期蝉种群增长率，即有多少幼年的蝉生活到了成年，以及成年蝉出现间隔的年数。结果发现了Allee效应——一个用于预测把大数量的生物与高生存率联系在一起的进化的一般模型——可以用于估计这些典型的素数周期。结果显示，在种群小的时候，自然选择偏爱非重叠繁殖群的进化；同时出现的繁殖群最终让双方种群都灭绝了。在13和17年的生命周期中，两个邻近的蝉繁殖群大约每221年同时出现一次，这在很大程度上防止了种群崩溃。由于蝉依靠它们的庞大数量躲避捕食者，小的蝉种群将导致死亡率增加。研究人员提出，Allee效应可以为周期蝉以间隔素数年的方式出现提供一个在生态学和进化上可信的解释。论文摘要"
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