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Review
. 2025 Aug 24:e70129.
doi: 10.1111/cobi.70129. Online ahead of print.

Contribution of microcosm experiments to conservation science

Eleanor R Stern  1 , Peter A Vesk  1 , Chris C Clements  2 , Michael A McCarthy  1
Affiliations
Review

Contribution of microcosm experiments to conservation science

Eleanor R Stern et al. Conserv Biol. .

Abstract
in English, Spanish

Microcosms, or miniature experimental systems, have been used to develop models and theories in ecology. However, their contribution to conservation science is unclear. We explored the application, design, and impact of microcosms in conservation science from 469 systematically identified articles published from 1986 to 2023. We used generalized linear modeling to compare cumulative citations over time for each microcosm article with those of 71,738 nonmicrocosm articles in conservation science. We also surveyed the proportion of microcosm articles and nonmicrocosm articles focused on conservation science that were cited in policy documents. Two types of microcosms were used in conservation research: generalized microcosms (i.e., simplified analogies of systems used to test general theories and mathematical models) and specialized microcosms (i.e., recreations of specific ecosystems or species assemblages that test specific hypotheses). Microcosms were used to study biodiversity, invasive species, extinction, pollution, and climate change and were applied to a broad array of ecosystems and species. Microcosm experiments tended to be small (systems were liters in size or smaller) and conducted over short periods (weeks or months); could monitor study species for up to hundreds of generations; and had high sample replication. On average, microcosm studies were cited up to twice as often as nonmicrocosm studies 25 years after publication. Microcosm articles and nonmicrocosm articles focused on conservation science were cited in policy documents at similar rates to each other. We recommend that conservation science, which often focuses on urgent topics and rare or threatened ecosystems and species, may benefit from the manipulability and replicability that microcosms offer. Microcosm experiments may also be low risk for the study systems involved. Future uses of microcosms include providing experimental evidence and testing of conservation theories, models, and hypotheses.

Contribuciones de los experimentos en microcosmos a las ciencias de la conservación Resumen Los microcosmos, o sistemas experimentales en miniatura, se han utilizado para desarrollar modelos y teorías en ecología. Sin embargo, su contribución a las ciencias de la conservación es menos conocida. Exploramos la aplicación, el diseño y el impacto de los microcosmos en las ciencias de la conservación a partir de 469 artículos identificados sistemáticamente y publicados entre 1986 y 2023. Utilizamos modelos lineales generalizados para comparar las citas acumuladas a lo largo del tiempo de cada artículo sobre microcosmos con las de 71, 738 artículos no relacionados con microcosmos en el ámbito de las ciencias de la conservación. También analizamos la proporción de artículos sobre microcosmos y artículos no relacionados con microcosmos centrados en las ciencias de la conservación que fueron citados en documentos políticos. La investigación sobre conservación utilizó dos tipos de microcosmos: microcosmos generalizados (es decir, analogías simplificadas de sistemas utilizados para poner a prueba teorías generales y modelos matemáticos) y microcosmos especializados (es decir, recreaciones de ecosistemas específicos o conjuntos de especies que ponen a prueba hipótesis específicas). Los microcosmos se utilizaron para estudiar la biodiversidad, las especies invasoras, la extinción, la contaminación y el cambio climático, y se aplicaron a una amplia gama de ecosistemas y especies. Los experimentos en microcosmos solían ser pequeños (los sistemas tenían un tamaño en litros o menor) y se llevaban a cabo durante períodos cortos (semanas o meses); solían monitorear las especies estudiadas durante cientos de generaciones; y tenían una alta replicación de muestras. En promedio, los estudios en microcosmos se citaron hasta dos veces más que los estudios no realizados en microcosmos 25 años después de su publicación. Los artículos sobre microcosmos y los artículos no relacionados con microcosmos centrados en las ciencias de la conservación se citaron en documentos políticos en proporciones similares entre sí. Recomendamos que las ciencias de la conservación, que a menudo se centran en temas urgentes y en ecosistemas y especies raras o amenazadas, aprovechen la manipulación y la replicación que ofrecen los microcosmos. Los experimentos en microcosmos también pueden suponer un bajo riesgo para los sistemas de estudio involucrados. Entre los usos futuros de los microcosmos se incluyen el suministro de pruebas experimentales y la comprobación de teorías, modelos e hipótesis de conservación.

Keywords: conservación; conservation; experiment; experimento; hypothesis testing; microcosm; microcosmos; model systems; modelación; modeling; prueba de hipótesis; sistemas modelo; theory.

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References

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