Multispecies approaches to questions in ecology and evolution are at the forefront of many fields spanning both theoretical and applied research. In conservation and landscape genetics, simulation models offer a powerful means to evaluate complex questions, yet most models lack the ability to consider landscape effects on multiple species or to simulate the complex interactions that occur among species and drive eco-evolutionary processes. Tools are needed that provide a mechanistic framework to explore multiple and simultaneous interspecific interactions and their effects on demogenetic processes for each species. We present a generalized, multispecies version of Cost-Distance Meta-Population (CDMetaPOP) that simulates changes in neutral and selection-driven genotypes across space and time as a function of individual-based movement, spatial population dynamics, and multiple and dynamic landscape drivers. The number of species in a given simulation is limited only by the number of computer processors available. In addition to simulating multiple species, we use Lotka–Volterra theory to implement interspecific interactions via competition. We validate the competition model and present a real-world example to demonstrate the potential role of species interactions in landscape connectivity and gene flow. While the example uses fish as the model species, CDMetaPOP ver. 2 is flexible enough to simulate species that span the breadth of the tree of life. The simulation framework presented here provides a novel approach to addressing questions concerning the spatial ecology, evolution, and conservation of diverse taxa, from individual species to whole communities.

中文翻译：

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CDMetaPOP 2：用于景观人口遗传学和连通性的多物种生态进化模拟框架

解决生态学和进化问题的多物种方法处于理论和应用研究许多领域的前沿。在保护和景观遗传学中，模拟模型提供了评估复杂问题的强大手段，但大多数模型缺乏考虑景观对多个物种的影响或模拟物种之间发生的复杂相互作用并驱动生态进化过程的能力。需要提供机制框架的工具来探索多种同时发生的种间相互作用及其对每个物种的种群发育过程的影响。我们提出了成本距离元种群（CDMetaPOP）的通用、多物种版本，它模拟了中性和选择驱动的基因型在空间和时间上的变化，作为基于个体的运动的函数，空间人口动态以及多重动态景观驱动因素。给定模拟中的物种数量仅受可用计算机处理器数量的限制。除了模拟多个物种之外，我们还使用 Lotka-Volterra 理论通过竞争来实现种间相互作用。我们验证了竞争模型并提出了一个现实世界的例子来证明物种相互作用在景观连通性和基因流中的潜在作用。虽然该示例使用鱼作为模型物种，但 CDMetaPOP ver. 2 足够灵活，可以模拟跨越生命之树宽度的物种。这里提出的模拟框架提供了一种新颖的方法来解决有关空间生态、进化和不同类群（从单个物种到整个群落）的保护的问题。以及多种动态景观驱动因素。给定模拟中的物种数量仅受可用计算机处理器数量的限制。除了模拟多个物种之外，我们还使用 Lotka-Volterra 理论通过竞争来实现种间相互作用。我们验证了竞争模型并提出了一个现实世界的例子来证明物种相互作用在景观连通性和基因流中的潜在作用。虽然该示例使用鱼作为模型物种，但 CDMetaPOP ver. 2 足够灵活，可以模拟跨越生命之树宽度的物种。这里提出的模拟框架提供了一种新颖的方法来解决有关空间生态、进化和不同类群（从单个物种到整个群落）的保护的问题。以及多种动态景观驱动因素。给定模拟中的物种数量仅受可用计算机处理器数量的限制。除了模拟多个物种之外，我们还使用 Lotka-Volterra 理论通过竞争来实现种间相互作用。我们验证了竞争模型并提出了一个现实世界的例子来证明物种相互作用在景观连通性和基因流中的潜在作用。虽然该示例使用鱼作为模型物种，但 CDMetaPOP ver. 2 足够灵活，可以模拟跨越生命之树宽度的物种。这里提出的模拟框架提供了一种新颖的方法来解决有关空间生态、进化和不同类群（从单个物种到整个群落）的保护的问题。给定模拟中的物种数量仅受可用计算机处理器数量的限制。除了模拟多个物种之外，我们还使用 Lotka-Volterra 理论通过竞争来实现种间相互作用。我们验证了竞争模型并提出了一个现实世界的例子来证明物种相互作用在景观连通性和基因流中的潜在作用。虽然该示例使用鱼作为模型物种，但 CDMetaPOP ver. 2 足够灵活，可以模拟跨越生命之树宽度的物种。这里提出的模拟框架提供了一种新颖的方法来解决有关空间生态、进化和不同类群（从单个物种到整个群落）的保护的问题。给定模拟中的物种数量仅受可用计算机处理器数量的限制。除了模拟多个物种之外，我们还使用 Lotka-Volterra 理论通过竞争来实现种间相互作用。我们验证了竞争模型并提出了一个现实世界的例子来证明物种相互作用在景观连通性和基因流中的潜在作用。虽然该示例使用鱼作为模型物种，但 CDMetaPOP ver. 2 足够灵活，可以模拟跨越生命之树宽度的物种。这里提出的模拟框架提供了一种新颖的方法来解决有关空间生态、进化和不同类群（从单个物种到整个群落）的保护的问题。