密歇根大学生态学家IvettePerfecto和JohnVandermeer于80年代后期在哥斯达黎加教授生态学实地课程时首次涉足农业系统生物多样性研究。
他们在当地的咖啡农场进行了实地考察，并很快发现了种类繁多的昆虫。通过在课程中与当地农民和国际学生的互动，他们对农业在保护生物多样性方面的作用有了认识。
从那时起，环境与可持续发展学院JamesE.Crowfoot环境正义学院教授Perfecto和AsaGray杰出大学生态学和进化生物学教授Vandermeer专注于生物多样性保护、生物害虫防治之间的相互关系和粮食主权——他们发现这些概念只有在墨西哥和波多黎各的咖啡农场进行广泛研究后才能相互关联。
在美国国家科学院院刊上发表的一篇研究文章中，Perfecto和Vandermeer研究了波多黎各咖啡农场蚂蚁群落之间的竞争以及那里物种多样性的维持。
总的来说，像您在墨西哥和波多黎各的长期研究这样的实地考察如何帮助为生态理论提供信息?
Perfecto：我们的工作不同寻常，因为我们以相辅相成的方式将田野调查和生态理论结合起来。在当代研究中，生态学研究要么是严格的经验性的，要么是严格的理论性的，这取决于研究人员和他们的兴趣。我们的方法与众不同。我们以标准生态理论为线索，寻找哪些田野调查可能是有趣和重要的，进行田野调查，然后将田野调查结果作为新理论发展的动力。因此，我们在墨西哥和波多黎各的实地考察对我们的整个科学事业至关重要。
在这篇新的PNAS论文中，您提议合并生态理论中的两个概念，传递竞争和非传递竞争。解释这些术语并描述波多黎各咖啡农场蚂蚁群落的组织。
Vandermeer：生态学文献现在接受这样一种观点，即不及物竞争(就像石头剪刀布游戏，物种A击败物种B击败物种C击败物种A)在自然界中普遍存在。我们在将蚂蚁作为咖啡农业生态系统中的生物控制物种的工作中看到了一个例子。
但是我们进一步观察并注意到不及物结构反过来可能导致系统中其他可传递物种的新型持久性。不涉及不及物结构的物种通常是分层结构的(即，可传递的)，其中“最佳”竞争者有望战胜所有其他人并成为唯一的幸存者。
达尔文很久以前就指出，当存在这样的等级制度时，我们预计最占主导地位的人最终会消灭所有其他人。然而，如果某种干扰以周期性的间隔“重置”游戏，则优势者可能永远无法达到其对所有其他物种的预期优势，并且可以在系统中维持更多物种。
我们的理论只是指出，达尔文的“周期性干扰”想法可能源于不及物结构中的一个物种是等级制度中优势物种的主要竞争者。它作为不及物模式重复自身的循环出现(从A到B到C再到A)暂时击倒了等级制度中的优势物种，有效地表现得像达尔文的周期性干扰。
您在波多黎各农场的观察是否对其他生态社区有更广泛的应用?
Vandermeer：蚂蚁在几乎所有陆地生态系统中无处不在，包括农业生态系统。多年来，我们一直在研究蚂蚁在咖啡农场病虫害生物防治中的作用。不同种类的蚂蚁对害虫的作用不同，害虫的生命阶段也不同。了解从不及物竞争中出现的蚂蚁群落的空间结构，以及它如何随时间变化，有助于我们了解蚂蚁可能提供的害虫防治服务的变化。
例如，在咖啡中，咖啡浆果蛀虫钻入浆果并在浆果内繁殖。小蚂蚁可以穿透浆果并捕食幼蚁，而大型蚂蚁则在CBB在外面钻入浆果时捕食。此外，树栖物种可以捕食植物上的CBB，而严格地面觅食者可能捕食落在地上的老浆果内发现的蛀虫。
您提出的理论结构与更大的生物多样性主题之间是否存在联系?
完美：是的。如果传递竞争是普遍正确的，那么普遍的预期就是最具竞争优势的物种将淘汰所有其他物种。也许这个结果会因地点而异，因此随着环境异质性的增加，不同的优势结构将允许更大的物种多样性(空间和时间中的每个点都将允许不同物种的优势)。
有了一个中央组织的不及物群体，我们期待一个振荡的框架：物种A放弃物种B放弃物种C放弃物种A等等。如果不及物三元组中的每一个物种都与其他物种群有明显的竞争关系——其中许多物种本身就是传递性的——除了最主要的物种外，局部淘汰的趋势将会减少，促进物种共存，因此更高的多样性。
从历史上看，人们认为许多生态群落在物种之间表现出自上而下的等级竞争。近年来，这一假设是否受到挑战?
Vandermeer：是的，等级竞争的假设近年来受到了强烈质疑——尤其是理论家，他们中的许多人指出我们并没有非常积极地寻找不及物性。如果物种#1比物种#2更大更强壮，而物种#2比物种#3更大更强壮，那么物种#1也一定比物种#3更大/更强壮，这似乎很自然.
如果我们只考虑一个生态位，例如一种长得又快又高又能遮荫其他一切的植物，这种传递性肯定是正确的。但是，如果涉及其他生态位元素——假设植物也将其根部展开以从土壤中获取更多的氮——这个潜在的假设根本就不成立，并且在理论上很容易出现不及物性。
有人提出，许多生物和非生物因素——例如捕食者与猎物的相互作用、降雨和温度——可以打破竞争等级，甚至可能导致不及物性。在自然环境下找到这种不及物性非常具有挑战性，而我们与这三种蚂蚁物种的相遇很大程度上是运气问题。
PNAS论文是您在墨西哥和波多黎各咖啡农场长达数十年的生态实地研究的最新成果。简而言之，您从这项工作中获得了哪些重要见解?
Perfecto：我们很快就发现了生活在这些农场中的昆虫的惊人多样性，并很快意识到农业在保护生物多样性方面的作用。这与当时的传统智慧形成鲜明对比，即农业和生物多样性保护是相互对立的，这导致了我们的两本书，“生物多样性的早餐”和“自然矩阵”。
多年来，数十名外国和美国的研究生、博士后和本科生在这些努力中帮助了我们。这项长达三个十年的研究工作教会了我们对自然的复杂性保持谦逊，并在试图理解这种复杂性的过程中保持耐心。