Portal de Periódicos da CAPES

Extending the gleaner–opportunist trade‐off

2022; Wiley; Volume: 91; Issue: 11 Linguagem: Inglês

10.1111/1365-2656.13813

1365-2656

Masato Yamamichi, Andrew D. Letten,

Evolutionary Game Theory and Cooperation

Species exhibit various trade-offs that can result in stable coexistence of competitors. The gleaner-opportunist trade-off to fluctuations in resource abundance is one of the most intuitive, yet also misunderstood, coexistence-promoting trade-offs. Here, we review its history as an ecological concept, discuss extensions to the classical theory and outline opportunities to advance its understanding. The mechanism of coexistence between species that grow relatively faster than their competitors in a low-resource environment (i.e. a gleaner) versus a high-resource environment (i.e. an opportunist) was first proposed in the 1970s. Stable coexistence could emerge between gleaners and opportunists if the opportunist species (dominant in unstable environments) dampens resource fluctuations via relatively convex functional responses, while the gleaner species (dominant in stable environments) promotes fluctuations, or diminishes them less than the opportunist does, via relatively saturating functional responses. This fluctuation-dependent coexistence mechanism has since been referred to by various names, including the Armstrong-McGehee mechanism and relative nonlinearity of competition. Several researchers have argued this mechanism likely plays a relatively minor role in species coexistence owing in part to the restricted range of conditions that allow it to operate. More recent theoretical research, however, suggests that relative nonlinearity can operate over wider conditions than previously thought. Here, we identify several novel, or little explored, extensions to the gleaner-opportunist trade-off that can yield species coexistence under phenomena as diverse as fluctuations in predation/pathogen pressure, multiple resources, phenotypic plasticity and rapid evolution, amongst other phenomena. While the original definition of the gleaner-opportunist trade-off may be imperfect as a collective for these extensions, we argue that a subtle reframing of the trade-off focusing on species' performance in equilibrium versus fluctuating conditions (irrespective of preferences for high or low resources, predation pressure or other competitive factors) reveals their fundamental commonality in stable coexistence via relative nonlinearity. An extended framing shines a light on the potential ubiquity of this canonical trade-off in nature and on the breadth of theoretical and empirical terrain that remains to be trodden.生物は、競争者の安定共存をもたらすさまざまなトレードオフを示す。資源量の変動に対する落ち穂拾いと日和見主義者のトレードオフは、もっとも直感的であるが、同時に誤解されている共存促進トレードオフの一つである。ここでは、その生態学的概念としての歴史を振り返り、古典的な理論の拡張を議論し、理解を深めるための機会を説明する。 資源が少ない環境で競争相手よりも速く増える種（落ち穂拾い）と、資源が多い環境で競争相手よりも速く増える種（日和見主義者）の共存機構は、1970 年代に初めて提唱された。不安定な環境で優占する日和見主義の種が、相対的に下に凸の機能的反応によって資源の変動を抑える一方で、安定環境で優占する落ち穂拾いの種が、相対的に飽和する機能的反応によって変動を促進するか、日和見主義者よりも変動を抑制しない場合に、落ち穂拾いと日和見主義者は安定的に共存する。 この変動に依存した共存機構は、その後、アームストロング・マギー機構や、競争の相対的非線形性など、さまざまな名前で呼ばれてきた。この機構が働く条件が限定的なこともあって、種の共存に果たす役割はそれほど大きくないと主張する研究者もいた。しかし最近の理論研究は、相対的非線形性がこれまで考えられてきたよりも幅広い条件で作用しうることを示唆している。 ここでは、捕食・病害圧の変動、複数の資源、表現型可塑性、迅速な進化といった多様な現象のもとで種の共存をもたらす、落ち穂拾いと日和見主義者のトレードオフの新しい（あるいはほとんど調べられていない）拡張を明らかにした。 このような拡張に対して、落ち穂拾いと日和見主義者のトレードオフの本来の定義は不完全であるかもしれない。しかし、資源量、捕食圧やその他の競争要因の多寡への好みに関係なく、平衡・変動状態における種のパフォーマンスに焦点を当てたトレードオフとして微妙に再定義することで、相対的非線形性を介した安定共存における基本的な特徴が明らかになるだろう。この標準的なトレードオフが、自然界に普遍的に存在している可能性があり、理論的・実証的に解明されるべき領域が大きく広がっていることが、拡張された枠組みによって照らし出されている。.