Vấn đề Hình Thái và Quy Mô Trong Sinh Thái: Bài Giảng Giải Thưởng Robert H. MacArthur

Người ta cho rằng, vấn đề về hình thái và quy mô là vấn đề trung tâm trong sinh thái học, kết hợp sinh học quần thể và khoa học hệ sinh thái, đồng thời kết nối sinh thái học cơ bản và ứng dụng. Những thách thức ứng dụng, chẳng hạn như dự đoán nguyên nhân và hậu quả sinh thái của biến đổi khí hậu toàn cầu, đòi hỏi sự giao thoa của các hiện tượng diễn ra trên những quy mô không gian, thời gian và tổ chức sinh thái rất khác nhau. Hơn nữa, không có một quy mô tự nhiên duy nhất mà ở đó các hiện tượng sinh thái cần được nghiên cứu; các hệ thống thường cho thấy sự biến đổi đặc trưng trên một loạt các quy mô không gian, thời gian và tổ chức. Người quan sát áp đặt một sự thiên lệch nhận thức, một bộ lọc thông qua đó hệ thống được nhìn nhận. Điều này có ý nghĩa tiến hóa cơ bản, vì mỗi sinh vật là một “người quan sát” của môi trường, và các thích nghi trong lịch sử sống như phân tán và trạng thái ngủ đông làm biến đổi các quy mô nhận thức của loài và sự biến đổi được quan sát. Nó cũng có ý nghĩa cơ bản cho chính nghiên cứu của chúng tôi về các hệ sinh thái, vì các hình thái độc đáo cho bất kỳ phạm vi nào sẽ có nguyên nhân và hậu quả sinh học độc đáo. Chìa khóa để dự đoán và hiểu biết nằm ở việc làm rõ các cơ chế tiềm ẩn dưới các hình thái được quan sát. Thông thường, các cơ chế này hoạt động ở các quy mô khác với các quy mô mà các hình thái được quan sát; trong một số trường hợp, các hình thái phải được hiểu là phát sinh từ hành vi tập thể của một tập hợp lớn các đơn vị quy mô nhỏ hơn. Trong các trường hợp khác, hình thái bị áp đặt bởi các ràng buộc quy mô lớn hơn. Việc nghiên cứu những hiện tượng như vậy yêu cầu nghiên cứu cách mà hình thái và sự biến đổi thay đổi theo quy mô mô tả, và phát triển các quy luật để đơn giản hóa, tổng hợp và quy mô hóa. Các ví dụ được đưa ra từ tài liệu về sinh thái biển và sinh thái trên cạn.