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读博记语(465)-周浙昆与Plant Diversity
zjzhaokeqin 2019-3-5 12:15
读博记语( 465)-周浙昆与Plant Diversity 赵克勤 读科学网 周浙昆 博客 《 一个主编的心路历程 》 ( 链接地址 http://blog.sciencenet.cn/blog-52727-1165652.html  ) , 记语与评论如下: “ 自从接手Plant Diversity以后,按时出刊,稳步提升期刊的质量和水平就成了我最大的心事,为此经常食不甘味。但是看着每一期刊物的发表,心里又有一种说不出的成就感。每当新刊出版的时候,我都会拿上一本还在散发着油墨味的期刊,关上办公室的门,把期刊从封面到封底都看上一遍。很多文章我熟悉他们从征稿,投稿,审稿,修改和最终定稿的每个环节。有些文章经过作者和审稿人的共同努力,得到了很大的提升,我会默默地为作者感到高兴,默默地感谢审稿人的付出。近年来我们国家科学研究的水平有了很大的提高,然而主要依靠国外仪器设备做实验,主要把研究成果发表在国外的期刊这种“两头在外”的现象依然突出。国际上的SCI期刊数以万计,产自中国的不过几百种,这和我国的科学研究水平是极不相称的。如果我能够为打造一个发表英文研究成果的平台尽一点绵薄之力,要比我发表几篇SCI论文重要得多。 ” 评论:向周浙昆主编致敬。当代中国多么需要有几十个、几百个与您一样的主编涌现。。
个人分类: 读博记语|486 次阅读|0 个评论
一个主编的心路历程
热度 20 周浙昆 2019-3-4 21:07
一个主编的心路历程 西双版纳的海拔低,氧气比昆明充足,我一到版纳睡眠就特别好。一天中午我在办公室打瞌睡的时候接到了编辑部林娜娜打来的电话。电话中她用激动的声音对我说:“周老师“plant Diversity”被SCI收录了”,我的瞌睡还没有完醒过来,一时间没有理解这个事情的意义,只是下意识地问了一声,真的,假的?谁告诉你的?她说是宁笔告诉她的。宁笔是科睿唯安的业务总监,对于期刊如何提升国际影响力,给过我们不少的建议,他的消息不会有假。这一下我的瞌睡醒了,连忙问:“有什么材料证明吗”?一会儿她给我发一个科睿唯安(Clarivate Analytics)旗下的网页Master Journal List的链接,在这个网页中输入Plant Diversity的期刊名,点击下方的“Coverage”,可以看到:Science Citation Index Expanded的字样。这说明,Plant Diversity已经被SCIE收录了。这个时候电话又响了,这次是孙航所长打来的,他问我Plant Diversity是不是进SCI了?我回答说,我反复查了几遍应该是进去了吧。后来这个消息也被宁笔的博文所证实 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=408109do=blogid=1164509 。 图1. 《云南植物研究》创刊号 图2. 更名后《植物分类与资源学报》的封面 Plant Diversity的前身是《云南植物研究》(图1),创刊于1979年,第一任主编是吴征镒院士,这个期刊曾经发表过许多植物学领域的高被引论文,在植物学领域有过很好的声誉,我的第一篇研究论文就是发表在这个期刊上的。2011年《云南植物研究》更名为:《植物分类与资源学报》(图2),李德铢研究员任更名后的主编。更名的学报是一本中英文混排的期刊,准备向英文刊过渡。 2015年的3月,我接到昆明植物所孙航所长打来的电话,说《植物分类与资源学报》打算改为全英文的期刊,希望我来做主编。我接到这个电话第一个答复是NO。那一年我59岁,刚卸任西双版纳热带植物园的副主任,不想再有更多的压力和负担。另外,我虽然少才寡艺,但也总还有几件自己的小事情想做一做。孙航所长又进行了劝说,在劝说中,我的使命感又莫名其妙地油然而生,稀里糊涂答应了这个差事。 接手主编以后,我这才发现自己是接了一个烫手的山芋。做了一辈子的科研,大大小小发了200多篇论文,也给不少期刊审过稿,但是做主编却是大姑娘做轿子头一会。我决定先从了解情况入手,我访问了植物学科(Plant Science)全球200个SCI期刊的主页,通过这个访问我才发现在植物学领域中,仅4 个是中国人办的期刊(大陆3个,台湾1个),这个和中国植物学研究水平和地位是极不相称的。在调查中我也发现,有很多植物学领域的SCI期刊水平并不高,同时还发现中国学者几乎在所有植物学的SCI的期刊都有论文发表,有些期刊比如Phytotax,中国学者的文章占了一半以上,说中国学者在支撑着这个期刊一点都不为过。从这些情况看,中国的植物学研究的确可以有更多的SCI期刊。通过调研我给Plant Diversity的定位是植物学领域的综合期刊,争取在三年内影响因子达到1。 在确定了期刊的定位之后,我做的另一件事情是给期刊找一个“婆家”。现在的期刊大多是在一些大型出版集团如Spring, Elsevier等大型出版集团的旗下。 如果期刊不加入这些出版集团,就得自己发行,这样期刊的文章进不了ScienceDirect这样的数据库,被同行读到的可能性就非常低;而加盟这些大型的出版集团,就像一个大型的超市,期刊加入到他们的旗下,文章才能进入这个超市货架上,被更多的同行所关注。一开始,我们联系了Spring, Elsevier和Wiley这些出版界的巨头,但是人家要么上根本就不搭理我们,要么把我们推荐给他们的子公司甚至子子公司。我也想过找国内的出版集团,但Science Bulletin也是在Elsevier的旗下。这个时候科爱(KeAi)找到了我们,这是科学出版社和Elsevier合资的公司,他们旗下能够享有Elsevier旗下期刊的大部分待遇,比如同一个采编系统以及所有文章都能进入ScienceDirect,我最看重的就是后面这一条。 一个期刊的水平很大程度上是由主编和编辑的学术水平所决定的,主编和编辑的学术水平和品味决定了稿件的命运和质量。我们决定组织一个国际化的编辑部,并充分发挥编辑的作用。我们采用了让编辑发挥最大作用的审稿流程,稿件先由主编分配给编辑,编辑寻找审稿人并根据审稿人的意见和自己的学术判断做出决定,再返回编辑部,由主编做审定。每篇文章都标注了责任编辑,以示责任。同时,我们还请了一位英文编辑,由他对接受的稿子进行言语润色和编辑。 新刊新气象,我想新刊从版面到封面都要有一个新面貌。在加入科爱以后,我们可以在Elsevier系统中选找一个版面即可。科爱也可以为我们免费设计封面。但我知道昆明植物所有不少才华横溢的年轻人,我决定在所里公开征集新刊的设计方案,并请大家对设计方案进行投票,我再根据投票的情况选定最终的方案。现在我们用这个封面设计出自牛洋博士之手,这个设计既保留了原来刊的一些元素,又展现了新的面貌(图3)。 有了漂亮封面和版式,接下来就该准备漂亮的稿子了。一个英文刊如果不是SCI的期刊,征稿就是一件非常困难的事情,而且第一期为还得有几篇像样的文章,力求一鸣惊人。可是这种一鸣惊人的文章上哪去找?没有办法,我只有硬着头皮向我的国际同行求援,发出了若干邮件结果,收到了若干个正面的答复,但是在截止日期的时候,仅收到了3篇稿子。我又在原来中文稿中挑了两篇请作者翻译成英文,我们的另一个主编,Sergei自己贡献了一篇文章,这样Plant Diversity在2016年2月按时发表了。在改版后第一期的editorial中我写到:“Now, with the foundation of the all-English Plant Diversity, the journal is entering a new and invigorating global phase, which will serve to disseminate its research findings to a broader, international community of plant scientists. An important step to providing Chinese plant scientists more exposure to the international scientific community would be publication of doctoral theses as English manuscripts“。 第一期发表以后,为我自己赢得了四处出击寻找稿源的时间。在国内一个成功的期刊后面都有一个强大研究团队在支撑,通常这个研究团队就是这个期刊的主办单位。我在昆明所利用各种机会做报告,宣传Plant Diversity,走访昆明植物所的科研人员,给所有的编委和我认识的国内外同行写邮件,请大家为Plant Diversity撰稿。一个不是SCI的英文刊真的是举步维艰,人家把文章写成英文的,就是想发个SCI文章,在毕业或是职称晋升的时候能派上用场,这我都非常理解。 我常在约稿时对大家说不要把你Science Nature的文章投给我,我只要你1,2分的文章。我自己研究组每年也发表10篇左右的研究论文,我也不能让学生把他们的文章都投给Plant Diversity。为了支持Plant Diversity的发展,昆明植物所出台相应的向Plant Diversity投稿的鼓励政策,如在职称晋升和研究生毕业时,Plant Diversity视为SCI论文等等。第一年苦苦支撑,年底盘点一下,第一年Plant Diversity一共收到104篇稿子,发表了42篇,其中四分之一共11篇发表的稿子来自美国,英国,加拿大等国家,我们的全部文章进入了ScienceDirect数据库,这些论文总共被下载了11026次,下载的读者被来自于81个国家或地区。我们的拒稿率居然有60%左右。第一年6期期刊都顺利发表,也算站稳了脚跟。这些数据特别是下载量和国外作者的数据大大出乎我的意料,这说明英文刊有着更广泛的读者和需求,有那么的国际同行参与到期刊的各项工作中,期刊的国际化也算是初见成效吧。 第一年站稳脚跟后,我们通过组织专辑和更加有针对性的约稿,加上研究所政策的效应初步显现,稿源的情况有也少许好转。如今这个年代是酒好也怕巷子深,更何况我们的酒还不算好啊。我们还通过微信公众号推送每期的内容,利用邮件向同行精准推荐Plant Diversity发表的文章,利用国际植物学大会和中国植物学大会等各种机会宣传和推广Plant Diversity。通过这些举措Plant Diversity逐步被同行所知晓。去年底研究所对期刊主编进行中期考评的时候,我借此机会也盘点了一下Plant Diversity相关数据,在这里也大家分享一下:截止2018年11月份,Plant Diversity收到来稿321篇,发表了其中的133篇(拒稿率为41.43%),这些论文总共下载次数达到15万次,并被SCI期刊引用了135次(google scholar为345次)其中中国,美国和德国是三个主要的引文国家。引用我们文章的期刊有20多个,这些期刊分布在10多个学科中。根据最新的数据和SCI关于影响因子的计算方法,Plant Diversity的影响因子应该为1.3左右。当然,这些数据和一些国内一些牛刊相比是微不足道的,但是我们也在进步,虽然这个进步比较的缓慢。 自从接手Plant Diversity以后,按时出刊,稳步提升期刊的质量和水平就成了我最大的心事,常常为此食不甘味。但是看着每一期刊物的发表,心里又有一种说不出的成就感。每当新刊出版的时候,我都会拿上一本还在散发着油墨味的期刊,关上办公室的门,把期刊从封面到封底都看上一遍。很多文章我熟悉他们从征稿,投稿,审稿,修改和最终定稿的每个环节。有些文章经过作者和审稿人的共同努力,得到了很大的提升,我会默默地为作者感到高兴,默默地感谢审稿人的付出。近年来我们国家科学研究的水平有了很大的提高,然而主要依靠国外仪器设备做实验,主要把研究成果发表在国外的期刊这种“两头在外”的现象依然突出。国际上的SCI期刊数以万计,产自中国的不过几百种,这和我国的科学研究水平是极不相称的。如果我能够为打造一个发表英文研究成果的平台尽一点绵薄之力,要比我发表几篇SCI论文重要得多。 Plant Diversity被SCI收录也算是上了一个新台阶,希望国内同行能给Plant Diversity投稿和为Plant Diversity审稿。我们会一如既往地服务好所有的作者和审稿人,我衷心希望,通过大家的共同努力,Plant Diversity再上一个新台阶。 图3. Plant Diversity的封面 图4. Plant Diversity的封面
个人分类: 随想|18847 次阅读|42 个评论
Alpha多样性指数之Chao1指数
热度 2 luria 2017-9-8 19:44
1. 准备 在认识 Chao1 指数前有两个概念需要理清: singletons ,即仅含有一条 read 的 OTU , doubletons ,即仅含有两条 reads 的 OTU 。 可以这样理解:在一个放了各种各样玩具模型的水池中(例如下图。水池很大,其中玩具有相同的,有不同的,且各种类型及数目不限),随机来捞玩具。这时捞起来一个,发现之前有个玩具和这个捞起的玩具一模一样,这时有两个这种玩具在手上,这个玩具模型就是 doubletons ;当然也可能捞起一个玩具发现手里没有相同的,那这个就叫 singletons 。 注意:手里如果已经有两个或以上,再捞一个起来这类情况对 Chao1 指数是没有贡献的! 2. 公式 Chao1 的经典公式如下 〔1〕 : S obs 表示样本中观察到的物种数目。 F1 和 F2 分别表示 singletons 和 doubletons 的数目。 Chao1 指数还有另外一种修正偏差的公式,在 scikit-bio 上也有提到了 ( 注: QIIME 使用的是 scikit-bio) ,如下: 由经典公式可以看到,当 doubletons 为 0 (即 F 2 为 0 )时计算的结果没有意义,修正公式可以解决这个问题。 可以这样理解这个修正公式( 虽然不太严格 ):它从 singletons 中拿出 1 条来(严格来说与经典公式相比还不到 1 条),当作 doubletons ,这样分母一定会大于 0 。 从 QIIME 代码来看, QIIME 调用 skbio.diversity.alpha .chao1 时 bias_corrected 为默认值 True ,表示按经典公式计算。 3. 对公式的理解 从公式我们可以看到 chao1 指数是用来反映物种丰富度的指标。它通过观测到的结果推算出一个理论的丰富度,这个丰富度更接近真实的丰富度。一般来讲能观测到的物种丰富度肯定会比实际少,那么两者之间的差距有多大呢? chao1 指数给出的答案是 (F 1 ^2)/(2*F 2 ) ,它通过 singletons 和 doubletons 进行了合理的推算。分析 chao1 指数的后半段 (F 1 ^2)/(2*F 2 ) 我们不难发现它对 singletons 的权重要高于 doubletons ( 即 F 1 ^2 比 2*F 2 变化的速度更快 ) 。 Chao1 指数是基于这样一种假设:在一个群体中随机抽样,当稀有的物种 (singletons) 依然不断的被发现时,则表明还有一些稀有的物种没有被发现;直到所有物种至少被抽到两次 (doubletons) 时,则表明不会再有新的物种被发现。 ( The idea behind the estimator is that if a community is being sampled, and rare species (singletons) are still being discovered, there is likely still more rare species not found; as soon as all species have been recovered at least twice (doubletons), there is likely no more species to be found. 〔2〕) 综上, chao1 是度量物种丰富度的指标,它和丰度、均匀度无关,但是它对稀有的物种很敏感。 ( 这也正是丰富度指标应该具有的特性! ) 4. 举例 菌落 A ,有 50 个 OTUs ,其中仅有两条 reads 的 OTUs 有 10 个,仅有一条 read 的 OTU 有 12 个,那么其 chao1 指数值为 50+(12^2)/(2*10) = 57.2 菌落 B ,有 50 个 OTUs ,其中仅有两条 reads 的 OTUs 有 20 个,仅有一条 read 的 OTU 有 5 个,那么其 chao1 指数值为 50+(5^2)/(2*20) = 50.625 菌落 C ,有 80 个 OTUs ,其中仅有两条 reads 的 OTUs 有 10 个,仅有一条 read 的 OTU 有 12 个,那么其 chao1 指数值为 80+(12^2)/(2*10) = 87.2 菌落 D ,有 40 个 OTUs ,其中仅有两条 reads 的 OTUs 有 3 个,仅有一条 read 的 OTU 有 20 个,那么其 chao1 指数值为 40+(20^2)/(2*3) = 106.6667 ! ( Amazing! ) 可以将菌落 B 、菌落 C 和菌落 D 分别是茵落 A 进行比较,更加感性的去认识这一指数,这里就不再 赘述 了。 参考材料 http://scikit-bio.org/docs/0.4.1/generated/generated/skbio.diversity.alpha.chao1.html#skbio.diversity.alpha.chao1 http://palaeo-electronica.org/2011_1/238/estimate.htm Chao, A. 1984. Non-parametric estimation of the number of classes in a population. Scandinavian Journal of Statistics 11, 265-270.
个人分类: Metagenomics|70335 次阅读|2 个评论
Alpha多样性指数之simpson指数
热度 2 luria 2017-8-4 16:56
在查阅过一些材料文献后,发现此处 〔1〕 讲解得最为通俗透彻,故摘取精要,将其翻译出来,如有翻译不当处,麻烦大家指正,谢谢! # ======================= 译文开始 ============================= Biological diversity - the great variety of life ! 在探索 simpson 指数之前,我们需要理解几个很重要的概念: 生物多样性可以用很多种方式定量,其中两个主要的因素是丰富度( richness )和均匀度( evenness )。 1. Richness 丰富度 即每个样本的物种数,样本中物种越多,样本越 “ 丰富 ” 。 物种丰富度从概念上讲,并不考虑(样本中)每个物种有多少个个体。它给于个体数少的物种与个体数多的数种相同的权重。因此,在某地区 1 朵 雏菊 与 1000 朵金凤花对丰富度的影响是一样的。 2. Evenness 均匀度即不同物种的相对丰度( abundance ) , 它与丰富度互相补充, 相辅相成 ( make up )。 这里其实有三个概念: Richness, Evennes 和 abundance 。例如 A 组:类 1 有 3 个,类 2 有 5 个,类 3 有 6 个; B 组:类 1 有 4 个,类 2 有 4 个,类 3 有 4 个。那么 A 组有 3 类, B 组也有 3 类,所以它们的 richness 是一样的; A 组中 3 个类所含个体数均不相同,而 B 组中 3 个类所含个体数相同,因此 A 组和 B 组的 evennes 不同; A 组类 1 有 3 个, B 组类 1 有 4 个,所以就类 1 而言 B 组的 abundance 更高。 我们对两个地区不同的野花进行取样,以此为例。第 1 个地区包括 300 朵 雏菊 , 335 朵 蒲公英 和 365 朵 金凤花 。第 2 个地区包括 20 朵雏菊, 49 朵蒲公英和 931 朵金凤花,如下表。两个样本丰富度相同(均有 3 个物种),总的个体数也相同(均为 1000 朵)。然而第 1 个地区样本的均匀度比第 2 个地区样本的均匀度更高。这是因为(在第 1 个地区) 3 个物种个体分布较均匀,第 2 个地区大多数是 金凤花 ,仅有少数 雏菊 和 蒲公英 。因此认为样本 2 比样本 1 的多样性更低。 相比于由相 似 丰度的许多物种组成的群落 ,由一两个优势物种组成的群落具有更低的多样性。 多样性随物种丰富度和均匀度的增加而增加。 Simpson 指数兼顾丰富度和均匀度。 Simpson 多样性指数实际上涉及三个相似的指数: Simpson ’s Index (D) 它反映的是在同一个样本中随机的抽取 2 个个体,这两个个体来自同一个类的概率。有以下两个版本的公式来计算 simpson 指数。两者不矛盾,均可接受。 n = the total number of organisms of a particular species N = the total number of organisms of all species D 值在 0-1 之间。 0 表示无限多样, 1 表示没有多样性。也就是说 D 值越大,多样性越低。这与直觉和逻辑不符,为了解决这个问题,通常会用 1 减去 D : Simpson’s Index of Diversity 1-D 这个值也在 0-1 之间,但是此时,值越大多样性越高,这就变得更直观了。这种情况下,指数代表的意义是 在同一个样本中随机的抽取 2 个个体,这两个个体来自 不同 类的概率 。 对于违背直觉的 D 值,还有另一种处理办法,即用 1 除以 D: Simpson's Reciprocal Index 1 / D 1/D 的最小值为 1 。当它为 1 时表示样本仅由 1 个物种组成。值越大,多样性越高。最大值是样本中的物种数。例如,假设一个样本中有 5 个物种,则 1/D 的最大值为 5 。 当样本中这 5 个物种的丰度都相等时 1/D 达到最大值 5 。大家可以通过求二阶偏导来求出极值,因非本文重点, 证明从略 。 以上三个指数想用哪一个取决于使用者的分析需求,但是在研究中需指明使用哪一个指标作为 simpson 指数! # ====================== 译文结束 ======================= 这篇材料提供的案例很好,但是遗憾的是仅说明了 simpson 指数与 evennes 关系。为了进行单因素比较,作者将两组丰富度设为相同。那么如果丰富度不同呢?而且 simpson 指数是否与 shannon 指数一样与丰度无关呢?这里再举一个例子 ( 因为各组相互独立,这里就不给生物学意义,直接上数字了,具体可查看另一篇 shannon 指数博文 ) : A 组: 2, 4, 6, 8 B 组: 20, 40, 60, 80 C 组: 5, 5, 5, 5 D 组: 5, 5, 5, 5, 5 代入公式 1-D 计算(因为微生物 16SrRNA 经典流程 QIIME 使用的 scikit 库是利用这个公式计算的 〔3〕 ),我们可以得出: A 组 simpson 指数为: 1-((2/20)^2+(4/20)^2+(6/20)^2+(8/20)^2) = 0.7 A 组 shannon 指数为 1.846439 (计算公式见博文 ,下同) B 组 simpson 指数为: 1-((20/200)^2+(40/200)^2+(60/200)^2+(80/200)^2) = 0.7 B 组 shannon 指数为 1.846439 C 组 simpson 指数为: 1-((5/20)^2)*4 = 0.75 C 组 shannon 指数为 2.0 D 组 simpson 指数为: 1-((5/25)^2)*5 = 0.8 D 组 shannon 指数为 2.321928 从上面的计算过程很明显看出 A 组和 B 组相等, C 组和 D 组不相等, A 组和 C 组也不相等。 AB 组结果相同显示出在丰富度一致时 simpson 指数与丰度无关,它只与相对丰度(均匀度)有关。这和 shannon 指数一致,归根结底是因为公式中自变量都是相对丰度 pi ! CD 组结果不同显示出在均匀度一致时 simpson 指数与丰富度有关,丰富度越大, simpson 指数越小。 这一点也和shannon指数的情况一致,归根结底,原因在于公式中都有加和项,而且加和部分无论是simpson指数的(pi) 2 还是shannon指数的x*log2(x)在区间(0,1〕上均大于0(有关x*log2(x)0, x∈ (0,1〕 可以查看博文〔2〕中的y= - x*log2(x)那张图)。因此,无论是shannon指数还是simpson指数每多加一项(即丰富度增加),值都会越来越小。回到抽样上来讲,当 样本中 每种个体数都相同时 ,在一个样本中随机抽取两个个体,种类越多抽到的这两个个体来自同一个种类的概率越大。 AC 组显示出当丰富度相同时,样本中种类越均一, simpson 指数越大,即种类越均一,随机抽取两个个体属于同一个种类的概率越大。这一点可以查看博文 〔2〕 中的分析过程。对应shannon指数的y = - x*log2(x), simpson指数的y = - x 2 在 (0,1〕 间区上,也是一个斜率逐渐减小的单调递减函数。 综上, simpson 和 shannon 指数都是均匀度和丰富度的综合指标。 〔1〕 http://www.countrysideinfo.co.uk/simpsons.htm 〔2〕 http://blog.sciencenet.cn/blog-2970729-1069399.html 〔3〕 http://scikit-bio.org/docs/latest/generated/generated/skbio.diversity.alpha.simpson.html#skbio.diversity.alpha.simpson
个人分类: Metagenomics|63320 次阅读|2 个评论
Alpha多样性指数之shannon指数
热度 3 luria 2017-8-3 20:10
shannon 指数可以回答样本各物种均一性如何。 它的计算公式如下: 公式中 s 即 OTU 数目, pi 即第 i 个 OTU 的占比。 例如有三组样本: A 组: OTU1, OTU2, OTU3, OTU4 分别有 3, 4, 6, 7 条序列 B 组: OTUa, OTUb, OTUc, OTUd 均有 5 条序列 C组: OTUm, OTUn , OTUx, OTUy, OTUz分别有2, 3, 4, 5条序列 各组 OTU 相互独立,即 A 组的 OTU1 与 B 组的 OTUa 是否相同,无关紧要。因此可以略写为 A 组: 3, 4, 6, 7 B 组: 5, 5, 5, 5 C 组: 2, 3, 4, 5 AB 两组数均值都是 5 ,总数均为 20 , C 组的均值,总数均为最小 那么按照公式: A 组的 shannon 熵值为 : H A = - (3/20*log2(3/20)+4/20*log2(4/20)+6/20*log2(6/20)+7/20*log2(7/20)) = 1.93 ( 保留两位小数,下同 ) B 组的 shannon 熵值为: H B = - (5/20×log2(5/20) × 4) = 2.00 C 组的 shannon 熵值为: H C = - (2/14*log2(2/14)+3/14*log2(3/14)+4/14*log2(4/14)+5/14*log2(5/14)) = 1.92 样本中各 OTU 数越均一, shannon 指数越大。 当样本中所有 OTU 数相同时,达到极值。 注意: shannon 指数与 OTU 总数无关,从 B 组和 C 组可以看出来。它只和 OTU 数目的均一性有关! 带入公式,可以算出其极值 : 其中, u 是均值,即每个 OTU 都相同时的数目, N 是总的数目,如上例 B 组 H= - log2(5/20) = 2 ,可以快速算出 当然,以上还只能算是猜测,仅靠举例只能打开思路,并不严谨。 为了验证上面这个猜测,我们可以从公式入手。 使用 R 画出一条 y= - x*log2(x) 函数图如下,看样子很可能是个递增的函数,事实也是如此。 如果不信可以自行求导,结果应该是: 因为 x 是 OTU 数目,为大于 1 的整数,因此函数单调递减,且斜率越来越小 注意:以上函数并不是 shannon 指数函数,它只是其中一部分。因此,需回到 shannon 指数函数,可以根据 ( y(a) + y(b) + y(c) ...y(i) )/(a+b+c+...i) y((a+b+c+...k)/2), 其中y = - x*log2(x),i与k可以不相等。可以看出shannon指数在各OTU数目均一时达到最大。 综上, shannon 指数越大,反映出样本均一性越好。 参考材料: http://scikit-bio.org/docs/latest/generated/generated/skbio.diversity.alpha.shannon.html#skbio.diversity.alpha.shannon
个人分类: Metagenomics|54223 次阅读|3 个评论
alpha rarefaction curve 解析
luria 2017-8-3 09:11
Alpha rarefaction curve主要用于检测测序量是否充足。这里用到的方法是逐步扩大随机抽样的样本容量,如果样本容量扩大了但曲线再无变化(准确来讲,变化非常微小)时,则认为测序量已充足,再增加测序量,样本的 alpha 多样性指标也不会有太多的变化,即样本 alpha 多样性指标达到稳定。 PD_whole_tree , chao1 , observed_otus 指标变化趋势相近,这一组反应的是样本中物种的丰度,均表现为前期增长快,后期增长慢,但是会随着样本容量的扩大而一直增加,因为样本容量增加时每个样本中 OTU 数会不断增加。 shannon , simpson 指标变化趋势相近,这一组反应的是样本中物种的多样性,均表现为前期快速改变,在某个点过后进入平台区。 Figure1. rarefaction curve 图片取自 QIIME 默认的抽样方法是从第 10 个 OUT 代表序列开始,到第 38895 个 OUT 代表序列截止,其间抽样 10 次,每次增加 3888 条序列。因为每个样本总体中物种的序列是随机分布的,而且样本容量是从小到大逐步增加,所以在解读结果时一定要清楚以下几点: 1. 有可能样本总体中靠前的序列 shannon 指数和 simpson 指数均高于平均值,那么在图上会出现先下降再到平台区的曲线。 2. 各样本中 OTU 数不同,而随机抽样时有可能有些样品的总量达不到 38895 ,因此在网页结果的表格中会有 nan (即 Not a Number )表示缺损,同时反映在图上是每个样品的曲线终点并不同一 x 轴位置。 3. 用样本总体算出来的多样性指数和这种抽样算出来的曲线终点位置有出入,只是位置接近,并不相等,这很正常。 rarefaction 曲线的意义是反应一种变化情况,其终点位置仅供参考。因为有些样本 OUT 代表序列多于 38895 ,有些少于 38895 ,而如果用所有序列计算得到的只是最后的一个值。 Comparison of the Oral Microbiomes of Canines and Their Owners Using Next-Generation Sequencing
个人分类: Metagenomics|12030 次阅读|0 个评论
QIIME中jackknifed_beta_diversity.py程序的运行过程
luria 2017-8-1 20:40
1. Beta Diversity (weighted_unifrac, unweighted_unifrac) beta_diversity.py -i pick_otus/otu_table.biom -o jackknifed/unrarefied_bdiv -t pick_otus/rep_set.tre 从所有 OTU table 和 tree 中计算 beta 多样性距离矩阵 运行完在 jackknifed/unrarefied_bdiv/ 文件夹下生成两个文件: unweighted_unifrac_otu_table.txt 和 weighted_unifrac_otu_table.txt 。即用加权 unifrac 和非加权 unifrac 计算出距离距阵 2. Rarefaction multiple_rarefactions_even_depth.py -i pick_otus/otu_table.biom -d 5000 -o jackknifed//rarefaction/ 建立稀释的 OTU table ,这一步与上一步无关。这里是在 jackknifed/rarefaction/ 文件夹下生成 10 次 jackknifed 抽样 3. UPGMA on full distance matrix: weighted_unifrac upgma_cluster.py -i jackknifed/unrarefied_bdiv/weighted_unifrac_otu_table.txt -o jackknifed/unrarefied_bdiv/otu_table_weighted_unifrac_upgma.tre 利用第 1 步中 weighted_unifrac 生成的 beta 多样性矩阵建立 UPGMA 树(在 unrarefied_bdiv 中生成了一个 otu_table_weighted_unifrac_upgma.tre ),可以理解为一个引导树。 4. Beta diversity on rarefied OTU tables (weighted_unifrac) beta_diversity.py -i jackknifed//rarefaction/ -o jackknifed//weighted_unifrac//rare_dm/ -m weighted_unifrac -t pick_otus/rep_set.tre 利用第 2 步中 10 次抽样生成的 biom 文件,生成 beta 多样性距阵。在 jackknifed/weighted_unifrac/rare_dm/ 文件夹下生成了 10 个矩阵 5. UPGMA on rarefied distance matrix (weighted_unifrac) upgma_cluster.py -i jackknifed//weighted_unifrac//rare_dm/ -o jackknifed//weighted_unifrac//rare_upgma/ 再利用上一步中的 10 个矩阵生成了 10 棵树文件。在 jackknifed/weighted_unifrac/rare_upgma/ 下生成了 10 个树文件 6. consensus on rarefied distance matrices (weighted_unifrac) consensus_tree.py -i jackknifed//weighted_unifrac//rare_upgma/ -o jackknifed//weighted_unifrac//rare_upgma_consensus.tre 再利用上一步中的 10 棵树生成了 1 棵一致树 7. Tree compare (weighted_unifrac) tree_compare.py -s jackknifed//weighted_unifrac//rare_upgma/ -m jackknifed//weighted_unifrac//rare_upgma_consensus.tre -o jackknifed//weighted_unifrac//upgma_cmp/ 生成了 upgma_cmp 文件夹下的文件,包括两个树文件和一个 jackknife 支持率的文件,其中这两个树文件是一致的,只是 master_tree.tre 文件的每个内节点保证有唯一的编号(来自官网上的解释)。 如果要做 UPGMA 树图,使用的 tre 文件就即这个 master_tree.tre 文件。这在官网也有指出,另外 QIIME 还提供了一个 make_bootstrapped_tree.py 程序使用这个 master_tree.tre 文件以及支持率文件来绘制 bootstrapped tree 。 如下图: 8. Principal coordinates (weighted_unifrac) principal_coordinates.py -i jackknifed//weighted_unifrac//rare_dm/ -o jackknifed//weighted_unifrac//pcoa/ 利用第 4 步生成的 10 个距离矩阵文件生成了对应的 10 个 PCoA 分析数据,保存在 jackknifed//weighted_unifrac//pcoa/ 文件夹下 9. emperor plots (weighted_unifrac) make_emperor.py -i jackknifed//weighted_unifrac//pcoa/ -o jackknifed//weighted_unifrac//emperor_pcoa_plots/ -m mapfile.txt 这一步生成了 jackknifed//weighted_unifrac//emperor_pcoa_plots/ 文件夹下的 PCoA 3D 网页文件,里边的内容可以调整。和 beta_diversity_through_plots.py 程序生成的 PCoA 3D 图最大的差别是点周围有一片区域,这片区域在 -e 设置越大小模糊区域越小 例如:分别用 3 种不同的 e 值( 100 , 1000 , 5000 )来跑, 7 个样品, OTU 数平均为 13500 。需要注意的是因为 jackknifed 是基于抽样的方法,所以同一条代码每次运行的结果可能都不一样。 e 为 100 的如下: e 为 1000 的如下: e 为 5000 的如下: ===========================我是一条华丽的分隔线,请勿注释掉=============================== 以下 unweighted_unifrac 方法分析得到的结果和上面 weighted_unifrac 一样,具体解析不再赘述 10. UPGMA on full distance matrix: unweighted_unifrac command upgma_cluster.py -i jackknifed/unrarefied_bdiv/unweighted_unifrac_otu_table.txt -o jackknifed/unrarefied_bdiv/otu_table_unweighted_unifrac_upgma.tre 11. Beta diversity on rarefied OTU tables (unweighted_unifrac) command beta_diversity.py -i jackknifed//rarefaction/ -o jackknifed//unweighted_unifrac//rare_dm/ -m unweighted_unifrac -t pick_otus/rep_set.tre 12. UPGMA on rarefied distance matrix (unweighted_unifrac) command upgma_cluster.py -i jackknifed//unweighted_unifrac//rare_dm/ -o jackknifed//unweighted_unifrac//rare_upgma/ 13. consensus on rarefied distance matrices (unweighted_unifrac) command consensus_tree.py -i jackknifed//unweighted_unifrac//rare_upgma/ -o jackknifed//unweighted_unifrac//rare_upgma_consensus.tre 14. Tree compare (unweighted_unifrac) command tree_compare.py -s jackknifed//unweighted_unifrac//rare_upgma/ -m jackknifed//unweighted_unifrac//rare_upgma_consensus.tre -o jackknifed//unweighted_unifrac//upgma_cmp/ 15. Principal coordinates (unweighted_unifrac) command principal_coordinates.py -i jackknifed//unweighted_unifrac//rare_dm/ -o jackknifed//unweighted_unifrac//pcoa/ 16. emperor plots (unweighted_unifrac) command make_emperor.py -i jackknifed//unweighted_unifrac//pcoa/ -o jackknifed//unweighted_unifrac//emperor_pcoa_plots/ -m mapfile.txt
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爱的选择,选择的爱
热度 2 happyggh2010 2017-6-19 16:36
经常有朋友问我:格格,你到过美帝,也在德国工作生活,和国内相比较,你更爱哪里?这时候,我一般会深思熟虑一番,然后告诉你:我说不清楚,这是真心话。 不过我还是会给你一些我个人的理解,人活着无非衣食住行为前提,满足以上根本生存条件后,人才会思考人文、情怀等一类精神层面的追求。 坦白讲,美帝在衣食住行的物价方面比德意志还要低,那比国内就更不必多说了,我很怀念在休斯敦花一美金买三个我爱的avocado(牛油果)呢,现在柏林一般都要1.19欧币以上一个,每次看到打折0.89欧币一个牛油果的时候,我总要屯十个才解恨。保守的说,占全球二十分之一的美帝人民享受着世界四分之一的资源,这能不价廉嘛,还物美呢, 有种全地球人都在为美帝人民打工的感觉,是吧。另外,主要还是因为美元仍是国际结算货币,每次发行货币都不会造成美帝大规模通货膨胀,物价能一直维持稳定,而到了人民的币就不一样了,所以人人追名逐利是可以理解和理所应当的,谁不想生活的更好呢? 在环境和食物方面,我想啰嗦几句,无论在美帝还是德意志,都有很多有机超市,这些有机食品是要严格确认无添加剂,当然价格要比一般超市的同类食品贵很多,关于转基因食品,我也问过很多德国同事朋友,德国政府采纳民众意见就是持保守的观望态度,即等待未来有一定论后再行定夺,目前只有1%的食品采用转基因而非直接用在人食用方面。在这里,我不想过多讨论转基因的话题,就让它留给时间来回答吧。 下面重点谈谈我最熟悉的教育与科技吧,作为一名受过高等教育的现代女性,真心感恩我伟大的父母,并感谢这个国家创造的一切让我成长的环境,看看那些充斥着战争与饥饿地区的孩子、女性,内心就暗暗庆幸吧。不过,这个世上没有那个国度是完美的,相比较填鸭式的应试教育,我更欢喜对个体尊重、塑造自信心方面的素质教育,因为这样培养出的人更接近一个完整的人,而非刻模子似的生产出一批批思维定向人呢。调查显示,比较靠谱的普适教育中,加拿大和芬兰是相对被肯定的,而美帝的大学教育绝对称得上是世界一流,这一点毫不夸张。 从事科研工作的我更有资历聊聊关于科技那些事儿,本世纪的科技发展让美帝一直并在可预见的未来(至少二十年吧)将继续引领全球。你能说上的Google,Apple,Microsoft和Tesla等这些牛叉叉科技公司与牛叉叉的精英们,已经在人工智能的路上走的很远了呢,比如那位非人一般的叫Musk的家伙你一定不会陌生,这哥们的简历分明就是一枚来自外太空星球的他来嘲笑地球人的,一边造Tesla私人火箭,一边做人工智能,还要一边做清洁能源的电动汽车,目前Tesla公司已成为全球第四大电动汽车制造商。另外智能机器人时代在你我有生之年目测都会目睹并体验到的。未来的代步工具汽车将会是完全智能化,甚至都不会有方向盘、刹车之类的关键配件,只需你坐进车里语音告诉你的爱车想要去哪里,随即你就可以喝着红酒、闭目养神听音乐啦。这也意味着你也无需再费神费力去考取驾照呢,驾校教练这个职业也会像曾经的电话接线员工作一样消失的(如果你是一名驾校教练,危机感来了,赶紧找其他技能吧,别怪格格没提醒你哈哈哈),若你已有驾照的话可以放起来当以岁月的留念吧,像我现在将高中时代的随身听和卡带留存起来是一样的。 目前经济迅速崛起的中国,也开始海外招揽人才,热火朝天地迎风追赶,信息通讯产业其实已经超越了欧洲任何一国呢,在此衷心希望国内各地方政府能将纳税人的银子花到刀刃上,而不是务虚活儿。毕竟谁掌握最新科技,谁就将牢牢抓住生产力和生产效率的主动权和话语权。同时,我们的政府要修正“执政比民心更重要”的理念,重视环境治理、食品安全等关乎民生的诸多道德滑坡问题,不要再让有宝宝的妈妈们寻找各种渠道买国外制造的奶粉,这其实是很忧伤的一件事呢。我们能一咬牙一跺脚将卫星送上天,却做不好一罐奶粉,能对得起下一代吗? 在这儿,我并不期望你能同意我的所有观点,只想表达内心感受而已,你若能接受层次多态一定是一切幸福的本源呢。 这个信息发达的时代,人人可以享有无尽的信息,倘若你对各种变革信息表现很无知或一知半解,那只能说明你惰于学习或了解,莫怪这个美好的时代。不过,你所掌握的信息不等于知识,学到的知识也不等于智慧,而拥有的智慧还需要有明辨的能力才更完美。 在我的思想体系里,有些东西我是想坚守的,简单说就是:无声的尊重、明辨的智慧与精神的自由。尊重个体,就像在美帝时候,我在一个社区做义工时候能和一同义工服务的休斯敦市长夫妇开心的聊天,这种没有人是能够高高在上需要你仰视的感觉真的很好,那些看似伟人之所以伟大,是因为你跪着看他的,抛开所谓的各种标签,赤裸的你我都是一样的,我欢喜你亦或讨厌你都是我的事, 我并不欠你,我就是我 。 王小波有句 话 我特别同意,人生最美好的三件事:智慧、有趣和性爱。所以,你要问我更喜欢那里,我会说只要能让我觉得活着更智慧、更有趣和两情相悦的地方就是我最爱的。也希望你也是,无论选择在世界哪个角落扎根、开花、结果,前提要和自己的内心说:这样的选择,我更快乐,即已足够! 高格格 2017.06.18 个人公众号:happyggh2017
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metagenomics中的alpha diversity理解
xbinbzy 2015-12-9 11:32
A diversity index is a quantitative measure that reflects how many different types (such as species)there are in a dataset , and simultaneously takes into account how evenly the basic entities (such as individuals) are distributed among those types. The value of a diversity index increases both when the number of types increases and when evenness increases. For a given number of types, the value of a diversity index is maximized when all types are equally abundant. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Diversity_index ) (多样性指数是一个定量的描述,主要关注菌的种类以及菌的含量分布) 多样性指数有3类,分别是alpha、beta和gamma指数,3个指数之间的关系如下: The term alpha diversity(α-diversity) was introduced by R. H. Whittaker together with the terms beta diversity (β-diversity) and gamma diversity (γ-diversity). Whittaker's idea was that the total species diversity in a landscape (gamma diversity) is determined by two different things , the mean species diversity in sites or habitats at a more local scale (alpha diversity) and the differentiation among those habitats (beta diversity). ( https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_diversity ) 针对alpha diversity, 是用于测量 群落内生物种类数量以及生物种类间相对丰度的一种测量 。 它反映了群落内物种间通过竞争资源或利用同种生境而产生的共存结果,可分为 物种丰富度指数、物种均匀度指数 、 物种多样性指数 三类。( http://blog.sina.com.cn/s/blog_670445240101m9sb.html 、 http://www.coloss.org/beebook/I/gut-symbionts/2/2/4 ) 群落中所含物种的多少, 用 丰富度指 数 ( c ommunity richness ) 来刻画, 它反映了一定空间范围内生物的丰富程度。 最古老、最简单的方式是以一定样地中的物种数来表示 。 另外应用广泛的还有 Margalef 、 Menhnick 丰富度指数等,这些指数分别可以用物种数目与样方面积的大小或个体总数的不同数学关系来测度。 使用丰富度指数需要注 意的是,不同的植物群落,丰富度指数的适用情况 不同,要选择相对稳定的指数。另外丰富度指数的大小受样地面积的影响较大,而且忽略了富集种和稀疏种对于群落多样性贡献的不同。在宏基因组的研究中,community richness的代表指数有sobs、chao、ace、jack、bootstrap等。 均匀度指数( co mmunity evenness ) 是 用来刻画群落中各个种的相对密度,有 Pielou、 Sheldon 、 Hill 、 Heip 、 Alatalo等 均匀度指数等,这些指数与丰富度指数呈正相关。 在宏基因组的研究中,community evenness的代表指数有simpsoneven、shannoneven、heip、smithwilson等。 物种多样性指数 ( c ommunity diversity ) 是将物种多样性和种的丰度结合起来的函数,最常用的有 Shannon - Wienner 、 Simpson 、 Hill 多样性指数以及种间相遇概率( PIE )等。其中 Simpson 指数反映的是优势种在群落中的地位和作用,亦称为生态优势度,它与其他多样性指数均呈负相关。多样性指数越高,生态优势度越小,而均匀度指数越高。 在宏基因组的研究中,community diversity 的代表指数有bergerparker、shannon、npshannon、simpson、invsimpson、coverage、qstat等。 sobs的计算为The sobs calculator returns the number ofobserved OTUs for an OTU definition. Chao的计算公式为: shannon index的计算公式为: Simpson index的计算公式为:
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A R function to calculate the McIntosh diversity index
chaizongzheng 2015-11-29 09:03
Formula as follow: where D m is McIntosh diversity index,N is the total number of individuals in the plant population, N i is the number of individuals of the i th species. R function as follow: #A R function for calculating the mcIntosh diversity index mcIntosh-function(x,MARGIN = 1){ x - drop(as.matrix(x)) if (length(dim(x)) 1) { total - apply(x, MARGIN, sum) Dm-(total-(rowSums(x^2))^0.5)/(total-total^0.5) } else { Dm - (sum(x)-(sum(x^2))^0.5)/(sum(x)-sum(x)^0.5)} return(Dm) } Example: library(vegan) data(BCI) mcIntosh(BCI) mcIntosh.txt
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Diversity Gain
synapsis 2014-7-31 01:00
分集增益 - 简介 无线信号在复杂的无线信道中传播产生Rayleigh衰落,在不同空间位置上其衰落特性不同。如果两个位置间距大于天线之间的相关距(通常相隔十个信号波长以上),就认为两处的信号完全不相关。这样就可以实现信号空间分集接收。    传统上通过分集提供独立的衰落信道在接收机接收多个发射信号的副本。从中提取发射信号。当不同的信息比特经过独立的衰落,所有的副本同时深衰落的概率非常的小,这样,接收机可以从衰落较轻的接收信号提取发送的比特。    在MIMO通信中,空时编码(STC)将数据分成多个数据子流在多个天线上同时发射,建立了空间分离和时间分离之间的关系,通过在发射天线间的时域引入编码冗余得到分集增益。 分集阶数diversity order指独立的衰落支路数, 若每对收发天线间的衰落都独立,则分集阶数=发射天线数Nt×接收天线数Nr; 分集阶数越多,可以获得的最大分集增益越大,对系统性能改善越多; 在多径信道下分集阶数还会增加,分集阶数=发射天线数Nt×接收天线数Nr × 信道多径数L。 实际空时码的设计会降低分集增益。 分集增益diversity定义:d=-lim (lg(Pe)/lg (SNR)) , 为信噪比SNR趋于无穷时的极限值。 系统误码率Pe=α * (SNR)^ -d , 前面的系数α和原来的系数相比就是获得的编码增益,分集增益确定的是误码曲线的斜率slope,编码增益确定的是误码曲线的平移距离。 //David Tse书中关于分集增益: 分集增益(分集阶数)就是在传输过程中所能提供的最大的同一信号独立副本的个数。分集增益在高信噪比下对系统性能的提高尤为重要。因为在高信噪比时分集增益近似为误码率曲线的斜率。对一个通信系统来说,可以获得的分集通常与发射接收天线个数,信道长度,极化方式等因素密切相关。一般常见的分集方式有时间分集,空间分集,频率分集。在一个ofdm调制的多天线频率选择性信道下,可以获得的最大分集阶数为M.N.L.T.其中M,N为发射接收天线个数,L为信道长度,T为联合编码的时隙长度。采用不同的编码方式,可以获得不同的分集阶数。在平坦mimo信道下,最大分集阶数为MN。如果信道是选择性的,分集阶数可以扩大L倍。如果再考虑在不同ofdm符号间进行联合编码,分集阶数还可以再增加T倍。当然此时要求不同的ofdm符号间的信道是不相关的。
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JC7: Defense and diversity
ljxue 2014-4-15 22:33
Pathogens and insect herbivores drive rainforest plant diversity and composition http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12911.html ? Tropical forests are important reservoirs of biodiversity1, but the processes that maintain this diversity remain poorly understood2. The Janzen–Connell hypothesis3, 4 suggests that specialized natural enemies such as insect herbivores and fungal pathogens maintain high diversity by elevating mortality when plant species occur at high density (negative density dependence; NDD). NDD has been detected widely in tropical forests5, 6, 7, 8, 9, but the prediction that NDD caused by insects and pathogens has a community-wide role in maintaining tropical plant diversity remains untested. We show experimentally that changes in plant diversity and species composition are caused by fungal pathogens and insect herbivores. Effective plant species richness increased across the seed-to-seedling transition, corresponding to large changes in species composition5. Treating seeds and young seedlings with fungicides significantly reduced the diversity of the seedling assemblage, consistent with the Janzen–Connell hypothesis. Although suppressing insect herbivores using insecticides did not alter species diversity, it greatly increased seedling recruitment and caused a marked shift in seedling species composition. Overall, seedling recruitment was significantly reduced at high conspecific seed densities and this NDD was greatest for the species that were most abundant as seeds. Suppressing fungi reduced the negative effects of density on recruitment, confirming that the diversity-enhancing effect of fungi is mediated by NDD. Our study provides an overall test of the Janzen–Connell hypothesis and demonstrates the crucial role that insects and pathogens have both in structuring tropical plant communities and in maintaining their remarkable diversity. Plant mating system transitions drive the macroevolution of defense strategies http://www.pnas.org/content/early/2013/02/15/1213867110.abstract Understanding the factors that shape macroevolutionary patterns in functional traits is a central goal of evolutionary biology.lternative strategies of sexual reproduction (inbreeding vs. outcrossing) have divergent effects on population genetic structure and could thereby broadly influence trait evolution. However, the broader evolutionary consequences of mating system transitions remain poorly understood, with the exception of traits related to reproduction itself (e.g., pollination). Across a phylogeny of 56 wild species of Solanaceae (nightshades), we show here that the repeated, unidirectional transition from ancestral self-incompatibility (obligate outcrossing) to self-compatibility (increased inbreeding) leads to the evolution of an inducible (vs. constitutive) trategy of plant resistance to herbivores. We demonstrate that inducible and constitutive defense strategies represent evolutionary alternatives and that the magnitude of the resulting macroevolutionary tradeoff is dependent on the mating system. Loss of self-incompatibility is also associated with the evolution of increased specificity in induced plant resistance. We conclude that the evolution of sexual reproductive variation may have profound effects on plant–herbivore interactions, suggesting a new hypothesis for the evolution of two primary strategies of plant defense. The plants will be stronger (more adaptative) after fighting against diverese stress.
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JC2: Herbivores and nutrients vs plant diversity
ljxue 2014-3-11 21:28
Herbivores and nutrients control grassland plant diversity via light limitation http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13144.html Human alterations to nutrient cycles 1 , 2 and herbivore communities 3 , 4 , 5 , 6 , 7 are affecting global biodiversity dramatically 2 . Ecological theory predicts these changes should be strongly counteractive: nutrient addition drives plant species loss through intensified competition for light, whereas herbivores prevent competitive exclusion by increasing ground-level light, particularly in productive systems 8 , 9 . Here we use experimental data spanning a globally relevant range of conditions to test the hypothesis that herbaceous plant species losses caused by eutrophication may be offset by increased light availability due to herbivory. This experiment, replicated in 40 grasslands on 6 continents, demonstrates that nutrients and herbivores can serve as counteracting forces to control local plant diversity through light limitation, independent of site productivity, soil nitrogen, herbivore type and climate. Nutrient addition consistently reduced local diversity through light limitation, and herbivory rescued diversity at sites where it alleviated light limitation. Thus, species loss from anthropogenic eutrophication can be ameliorated in grasslands where herbivory increases ground-level light. There is saying in Chinese, “木秀于林风必摧之”, this is true for grass in the case of herbivore present. In English, there is another proverb, “A squeaky wheel gets the oil.” This is the effect of nutrients.The herbivores and nutrients are two types of selection pressures. In the society of human, the phenomenon is also true.
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生态学文献讨论33: β Diversity跟物种聚集机制无关!
热度 1 mengchanghe 2013-2-7 17:20
刚回来,感慨颇多,人生总是这样子,很多很偶然的机会会那么改变你的人生,而你即便早知道结局,你是否还会坚持一开始的选择呢?大多估计还是会吧…… 不说了,说说文章吧: Kraft et al. 2011.pdf Disentangling the Drivers of β Diversity Along Latitudinal and Elevational Gradients 假如看完了你意犹未尽或心存疑问的话请看Comments: http://www.sciencemag.org/content/335/6076/1573.2.full 假如你觉得有道理希望看看作者怎么Response的话: http://www.sciencemag.org/content/335/6076/1573.4.full 假如你太懒了都懒得看或者希望看到其他的高见的话,请继续看下面的…… β Diversity其实就是两个sites之间物种不相似度,0的时候表明物种组成完全一样,1的时候表达为完全不样。研究表明,β Diversity是与海拔和纬度有关联的,成显著的负相关。然而,不同地区的库不一样,一旦修正伽马diversity的话(为什么要修正?),则会呈现不同的结果:全球尺度下的β Diversity与海拔和纬度都无关了…… 这个结果重要性不言而喻:以往的研究都是表明环境因子是与β Diversity是密切相关的啊,颠覆了传统观点啊,20年的工作(?)难道都是不对的? 当然本文存在很多显著地不足: 1. 实验设计是基于10*10m的小样方,然后0.1ha的样方做样点,选取2.5cm的woody species为对象,这样的数据样本量足够吗?在热带地区的话,取样面积够吗? 2. 取样设计也是有一定问题,应该是之字形随即取样,这个需要进一步推敲。 3. 全球尺度的东西将海拔和经纬度都放得太在一起了,不严谨,事实上comments的文章指出在South America做的结果是呈现显著负相关的,需要进一步推敲。 4. 实在是没搞明白是怎么corret这个伽马diversity的 所以本文最后的接拒比=4:3
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生态学文献讨论11:Phylogenetic diversity 的空间格局
mengchanghe 2012-6-6 14:56
Spatial patterns of phylogenetic diversity: j.1461-0248.2010.01563.x.pdf 众所周知(换言之也就是一部分人知道),Phylogenetic diversity 绝对是一个热点话题了。对于它的研究现在也如火如荼,也应当被纳入到自然区保护之中作为一个评估的指标。当然,各种计算PD的方法也是很多。但是关于PD尺度上推的研究很小,在空间尺度上PD如何变化呢?本研究提出三个问题:PD如何随着物种数量增加而变化? 如何随着面积增加而变化?随着空间距离的增加而相似性如何发生变化? 在四个大洲(其实也就是四个国家),选取了30个样方,相距距离设置梯度,每个样方内设置2.5*2.5,7.5*7.5, 20*20的三个亚样方,进行PD的计算,结果表明:PD~物种数量是幂指数关系,而不是logistic方程,同样应用到PD~area,然后确实随着距离的增加,相似性降低。 本研究因此较有意义,如一小块区域可能具有高PD,只需要保护这一小块区域而不是大范围的全部物种。然而,本人提出以下几点质疑: 1、设置的样地是同质性的,但事实上很多地区环境异质性很高,并不是理论上的这种情况…… 2、样地内的植物大多是常绿有刺植物,换言之,大多是灌木,但是灌木种类较少,且相互间可能亲缘关系很近…… 具有特殊性。 3、 本研究尺度上推的尺度是不是应该再大一些? 20*20m 相对来说,是较小的尺度。从2.5m来推也较小。 当然,本文还是很清晰的,尤其是对PD计算过程的处理,值得借鉴。让我想起了何芳良对于种面积曲线的修正,这种但凡对理论修正或者能提出来个公司的文章好像都还是能发较高的影响因子的啊~~~~~~~~~~~~~
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文献讨论2: 生境片段化区域的系统发育多样性研究
mengchanghe 2012-2-17 10:04
Maintenance of tree phylogenetic diversity in a highly fragmented rain forest.pdf Maintenance of tree phylogenetic diversity in a highly fragmented rain forest 蚊子虽小也有二两肉。 斑块甭管多大,都有同样的phylogenetic diversity. 所以说,在保护上是同等意义的。
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【SCI】 The diversity of coprophilous fungi 粪生真菌多样性
entomology 2009-3-8 00:45
我的SCI文章及引用情况: http://www.researcherid.com/rid/B-2810-2008 Hu D M, Dai X H, Guo D Y, Hyde K D, Zhang K Q. 2008. The diversity of coprophilous fungi from Dahuadian and Zhongdian grasslands, Yunnan, China. Cryptogamie Mycologie, 29(4): 355-364. Abstract The coprophilous fungi on cattle dung ( Bos taurus ) were investigated at Dahuadian and Zhongdian grasslands, in Yunnan Province, China. Fifty dung samples from Dahuadian and 50 from Zhongdian were collected and examined for fungi. A total of 61 species were recorded in this study (47 species from Dahuadian and 27 from Zhongdian) including 15 new records for mainland China. Species occurrence, species frequency, species richness, Shannon-Weiner index (H'), species evenness (E) and Srensen's index of similarity (S') from the two grasslands were calculated. The fungal diversity from Dahuadian (altitude: 2940 meters) was higher than that from Zhongdian (altitude: 3300 meters). The proportion of ascomycetes (70%) to basidiomycetes (19%) from Zhongdian was much larger than the proportion of ascomycetes (54%) to basidiomycetes (15%) from Dahuadian. The reason for differences in fungal communities are discussed. Ascomycetes / Basidiomycetes / Coprophilous fungi / Fungal community / Fungal diversity / Hyphomycetes / Zygomycetes http://www.cryptogamie.com/pagint_en/recherche/affich_art.php?cid=292
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