Eco-evolutionary emergence of macroecological scaling in plankton communities

宏观生态学 异速滴定 生态系统 食物网 浮游动物 顶级掠食者 生态学 缩放比例 生物量(生态学) 生物 捕食 食物链 生物多样性 几何学 数学
作者
Jonas Wickman,Elena Litchman,Christopher A. Klausmeier
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:383 (6684): 777-782 被引量:4
标识
DOI:10.1126/science.adk6901
摘要

Macroecological scaling patterns, such as between prey and predator biomass, are fundamental to our understanding of the rules of biological organization and ecosystem functioning. Although these scaling patterns are ubiquitous, how they arise is poorly understood. To explain these patterns, we used an eco-evolutionary predator–prey model parameterized using data for phytoplankton and zooplankton. We show that allometric scaling relationships at lower levels of biological organization, such as body-size scaling of nutrient uptake and predation, give rise to scaling relationships at the food web and ecosystem levels. Our predicted macroecological scaling exponents agree well with observed values across ecosystems. Our findings explicitly connect scaling relationships at different levels of biological organization to ecological and evolutionary mechanisms, yielding testable hypotheses for how observed macroecological patterns emerge.
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