全球的植物-傳粉者群落都在遭受著物種滅絕的威脅，而且因為植物和傳粉者之間互相依存的關系，初始滅絕會造成更大范圍的共同滅絕。但是共同滅絕及其對生態系統的影響在地理梯度上如何變化，受到何種因素影響，仍然有待研究。針對該問題，我校生命科學學院儲誠進教授團隊提出“環境因素是通過植物-傳粉者網絡的模塊性結構來影響該網絡遭受共同滅絕時的穩健性”的假說。其中，模塊性是一種在傳粉網絡普遍存在的拓撲結構，它指的是網絡中的物種會在多大程度上形成一個個內在互作緊密的模塊（圖1）。對于上述假說，研究團隊系統性定量化地進行了驗證，并揭示了傳粉網絡穩健性的地理分布規律及驅動因子。
圖1 傳粉網絡模塊性示意圖。紅藍圓點分別代表傳粉動物和開花植物，灰色線條代表存在傳粉互作，灰色圓圈代表不同的模塊。
研究基于數據庫web of life, interaction web database以及文獻查找獲得了全球79個傳粉網絡（圖2），并搜集了網絡中傳粉者的功能群和譜系關系信息。通過模擬共同滅絕的方法，衡量了網絡中傳粉者的物種、功能群和譜系多樣性的穩健性，進而分析了穩健性與網絡模塊性、緯度、島嶼性和氣候的關系。研究結果顯示，在專性植物先滅絕的情境下，傳粉者譜系多樣性的穩健性在大陸上隨緯度升高而減弱，但在島嶼上隨緯度升高而增強（圖3）。形成該穩健性的地理格局的機制是，實際蒸散量和降水季節性通過網絡模塊性間接地影響了穩健性，而且降水季節性在大陸上促進模塊性，但在島嶼上卻會降低模塊性，由此解釋了穩健性在大陸和島嶼環境下相反的緯度梯度（圖4）。
圖2 研究所用傳粉網絡分布圖。圓點的大小與顏色，分別代表模塊性和傳粉者譜系多樣性在專性植物先滅絕情境下的穩健性。
圖3 不同多樣性類型和初始滅絕情形下，穩健性與緯度在大陸（藍色）和島嶼（橙色）的關系。其中實線代表顯著關系（P<0 .05）。
圖4 結構方程模型展示了從氣候因子、島嶼性（Insularity）和網絡大小（Size）如何直接或間接地影響傳粉者譜系多樣性的穩健性。氣候因子包括實際蒸散量（AET）、降水季節性（PS）及降水季節性與島嶼性的相互作用項。
該研究結果表明，環境因素通過網絡模塊性對穩健性產生的間接影響是普遍存在的，驗證了提出的假說。由于這種間接影響，在專性植物易滅絕的情況下，傳粉者譜系多樣性在熱帶島嶼和寒帶大陸相較于其他區域更為脆弱。這對我們了解生態系統脆弱性和實踐全球的生物多樣性保護，具有重要的指導意義。
研究結果以“Geographic variation in the robustness of pollination networks is mediated by modularity”為題發表于Global Ecology and Biogeography；生命科學學院2017級博士研究生劉翰倫為第一作者，儲誠進教授為通訊作者。此外，來自華東師范大學和瑞士蘇黎世大學的多位研究人員參與了該項工作。該研究得到國家自然科學基金委“杰青”項目（31925027）、國家留學基金委（201906380083）和中山大學張宏達科學研究基金的支持。
