猎物快速进化对捕食者-猎物周期的影响

我们研究了一个捕食者-猎物系统中种群周期的定性性质，其中遗传变异性允许猎物发生当代快速进化。先前的数值研究发现，猎物针对变化的捕食风险而进行的进化可对捕食者-猎物周期产生重大的定量与定性影响，包括：（i）周期长度大幅增加，（ii）相位关系改变（使得捕食者与猎物恰好反相循环，而非经典的1/4周期相位滞后），以及（iii）“隐蔽”周期，其中总猎物密度几乎恒定而捕食者密度与猎物性状循环。此处我们聚焦于受实验系统 [Fussmann et al. 2000, Yoshida et al. 2003] 启发的恒化器模型，其中包含藻类（猎物）与轮虫（捕食者），猎物在防御捕食的水平上表现出快速进化。我们表明快速猎物进化的影响是稳健且普适的，并且进一步发生于参数空间中特定但具生物学意义的区域：当极大降低捕食风险的性状相对廉价（就其他适应度组分的降低而言）、当两猎物类型与捕食者共存、且当捕食者与未防御猎物单独的相互作用将产生周期时。由于在若干系统中防御已被证明是廉价的甚至无成本的 [Andersson and Levin 1999, Gagneux et al. 2006, Yoshida et al. 2004]，我们的发现很可能可在其他模型系统及自然中复现。最后，我们将若干关键结果推广至未指定捕食率与猎物出生率函数形式的通用模型。