Биологи объяснили «парадокс планктона»
Международная группа исследователей из Индии и США предложила новое объяснение тому, почему в водных экосистемах при ограниченных ресурсах могут одновременно существовать десятки и сотни видов микроорганизмов. Это явление известно как «парадокс планктона» и на протяжении многих лет оставалось одной из загадок экологии.
Учёные обратились к давнему вопросу биологии: каким образом микробные сообщества, отличающиеся огромным видовым разнообразием, сохраняют устойчивость и не разрушаются из-за конкуренции. Для проверки существующих теоретических предположений была создана математическая модель, имитирующая развитие сообщества планктона.
В основу модели легли представления о том, что разные виды микроорганизмов могут быть тесно связаны между собой через обмен веществами. Одни организмы используют ресурсы напрямую, другие — питаются продуктами их жизнедеятельности. Кроме того, новый вид способен закрепиться в сообществе лишь в том случае, если он находит свободную экологическую нишу или оказывается более эффективным, чем уже существующий «хозяин» этой ниши.
Задав несколько простых правил взаимодействия между виртуальными организмами, исследователи получили сообщество, которое по своим свойствам оказалось удивительно похожим на реальные экосистемы. Оно одновременно демонстрировало высокое разнообразие и устойчивость, а по мере роста числа видов становилось ещё более стабильным. На ранних этапах развития модели наблюдались исчезновения отдельных видов, которые вытеснялись более приспособленными конкурентами. Это, в свою очередь, приводило к цепным изменениям, затрагивающим организмы, зависящие от их отходов. Со временем такие резкие перестройки происходили всё реже, и экосистема выходила на устойчивое состояние.
Авторы работы также пришли к выводу, что их модель помогает понять, почему два сообщества, развивающиеся в одинаковых условиях, могут сильно отличаться друг от друга. Ключевую роль играет история появления новых видов и последовательность их включения в экосистему.
Учёные обратились к давнему вопросу биологии: каким образом микробные сообщества, отличающиеся огромным видовым разнообразием, сохраняют устойчивость и не разрушаются из-за конкуренции. Для проверки существующих теоретических предположений была создана математическая модель, имитирующая развитие сообщества планктона.
В основу модели легли представления о том, что разные виды микроорганизмов могут быть тесно связаны между собой через обмен веществами. Одни организмы используют ресурсы напрямую, другие — питаются продуктами их жизнедеятельности. Кроме того, новый вид способен закрепиться в сообществе лишь в том случае, если он находит свободную экологическую нишу или оказывается более эффективным, чем уже существующий «хозяин» этой ниши.
Задав несколько простых правил взаимодействия между виртуальными организмами, исследователи получили сообщество, которое по своим свойствам оказалось удивительно похожим на реальные экосистемы. Оно одновременно демонстрировало высокое разнообразие и устойчивость, а по мере роста числа видов становилось ещё более стабильным. На ранних этапах развития модели наблюдались исчезновения отдельных видов, которые вытеснялись более приспособленными конкурентами. Это, в свою очередь, приводило к цепным изменениям, затрагивающим организмы, зависящие от их отходов. Со временем такие резкие перестройки происходили всё реже, и экосистема выходила на устойчивое состояние.
Авторы работы также пришли к выводу, что их модель помогает понять, почему два сообщества, развивающиеся в одинаковых условиях, могут сильно отличаться друг от друга. Ключевую роль играет история появления новых видов и последовательность их включения в экосистему.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
