The diversity–stability relationship is a long‐standing, central focus of community ecology. Two major challenges have impeded studies of the diversity–stability relationship (DSR): the difficulty in obtaining high‐quality longitudinal data sets; and the lack of a general theoretical framework that can encompass the enormous complexity inherent in “diversity,” “stability,” and their many interactions. Metagenomic “Big Data” now provide high quality longitudinal data sets, and the human microbiome project (HMP) offers an unprecedented opportunity to reinvigorate investigations of DSRs. We introduce a new framework for exploring DSRs that has three parts: (1) a cross‐scale measure of dominance with a simple mathematical form that can be applied simultaneously to individual species and entire communities and can be used to construct species dominance networks (SDNs); (2) analysis of SDNs based on special trio motifs, core‐periphery, rich‐club, and nested structures, and high salience skeletons; and (3) a synthesis of coarse‐scale core/periphery/community‐level stability modeling with fine‐scale analysis of SDNs that further reveals the stability properties of the community structures. We apply this new approach to data from the human vaginal microbiome of the HMP, simultaneously illustrating its utility in developing and testing theories of diversity and stability while providing new insights into the underlying ecology and etiology of a human microbiome‐associated disease.

中文翻译：

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优势网络分析为研究多样性与稳定性之间的关系提供了新的框架

多样性与稳定性的关系是社区生态学长期以来一直关注的焦点。两项主要挑战阻碍了对多样性-稳定性关系（DSR）的研究：难以获得高质量的纵向数据集；缺乏通用的理论框架，无法涵盖“多样性”，“稳定性”及其许多相互作用中固有的巨大复杂性。现在，元基因组“大数据”提供了高质量的纵向数据集，而人类微生物组计划（HMP）提供了前所未有的机会来振兴DSR的研究。我们介绍了一个探索DSR的新框架，该框架包括三个部分：（1）采用简单数学形式的跨尺度优势度度量，可以同时应用于单个物种和整个社区，并可用于构建物种优势网络（SDN）；（2）基于特殊三重主题，核心外围，丰富俱乐部和嵌套结构以及高显着性骨架的SDN分析; （3）通过对SDN的精细分析，对粗规模的核心/外围/社区级别的稳定性模型进行综合，进一步揭示了社区结构的稳定性。我们将这种新方法应用于HMP人阴道微生物组的数据，同时说明了其在开发和测试多样性和稳定性理论中的效用，同时提供了对人类微生物组相关疾病的基本生态学和病因学的新见解。（2）基于特殊三重主题，核心外围，丰富俱乐部和嵌套结构以及高显着性骨架的SDN分析; （3）通过对SDN的精细分析，对粗规模的核心/外围/社区级别的稳定性模型进行综合，进一步揭示了社区结构的稳定性。我们将这种新方法应用于HMP人阴道微生物组的数据，同时说明了其在开发和测试多样性和稳定性理论中的效用，同时提供了对人类微生物组相关疾病的基本生态学和病因学的新见解。（2）基于特殊三重主题，核心外围，丰富俱乐部和嵌套结构以及高显着性骨架的SDN分析; （3）通过对SDN的精细分析，对粗规模的核心/外围/社区级别的稳定性模型进行综合，进一步揭示了社区结构的稳定性。我们将这种新方法应用于HMP人阴道微生物组的数据，同时说明了其在开发和测试多样性和稳定性理论中的效用，同时提供了对人类微生物组相关疾病的基本生态学和病因学的新见解。（3）通过对SDN的精细分析，对粗规模的核心/外围/社区级别的稳定性模型进行综合，进一步揭示了社区结构的稳定性。我们将这种新方法应用于HMP人阴道微生物组的数据，同时说明了其在开发和测试多样性和稳定性理论中的效用，同时提供了对人类微生物组相关疾病的基本生态学和病因学的新见解。（3）通过对SDN的精细分析，对粗规模的核心/外围/社区级别的稳定性模型进行综合，进一步揭示了社区结构的稳定性。我们将这种新方法应用于HMP人阴道微生物组的数据，同时说明了其在开发和测试多样性和稳定性理论中的效用，同时提供了对人类微生物组相关疾病的基本生态学和病因学的新见解。