Земля

Математична модель пояснила парадокс планктону

Вчені математично змоделювали життя мікробних спільнот, пояснивши, як їм вдається підтримувати різноманітність і стабільність одночасно.

Багато років біологи не могли розгадати секрет співтовариства морських мікроорганізмів і зрозуміти, як воно може бути настільки різноманітним, залишаючись при цьому стабільним. Такими рисами можуть похвалитися не лише одноклітинні мешканці водойм, але і спільноти мікробів, що живуть у тілах великих організмів і в інших місцях.

У більшості таких спільнот є «центральні» види, представників яких найбільше, і «периферичні» — менш важливі. Всі вони конкурують за один ресурс або обмежене коло ресурсів. Згідно з попередніми підрахунками і більш раннім моделям, зростання чисельності одних популяцій повинно бути різким і експоненціальним, що може порушити рівновагу всього співтовариства. Перемагаючи в чисельності, одні популяції повинні захоплювати більшу частину ресурсу, позбавляючи інших їжі за принципом конкурентного виключення. Але в реальності такого не відбувається, і спільнота зберігає стабільність. Вчені називають це парадоксом планктону.

[box type=”info” ]Одна з головних теорій, що пояснюють парадокс, базується на двох основних принципах. Перший полягає в тому, що деякі бактерії поїдають залишки і відходи, які виділяють інші. Інший спирається на те, що новачки в співтоваристві повинні вибирати вільні екологічні ніші або краще, ніж інші члени спільноти, займати вже існуючі.[/box]

Дослідники створили математичну симуляцію цієї теорії, задавши набір початкових правил. Кожен учасник спільноти міг споживати лише один тип ресурсу, викликаючи виробництво двох нових типів. Також вчені припустили, що нові члени екосистеми можуть вижити, тільки якщо вони знайдуть собі нішу, зайнявши порожню або навчившись краще використовувати вже зайнятий ресурс.

Модель дозволила створити віртуальне співтовариство, де, як і в цих спільнотах мікроорганізмів, зберігалися стабільність і різноманіття. Математики помітили, що на ранніх стадіях розвитку їх віртуальної екосистеми іноді виникали повальні «вимирання», коли владу захоплювали нові види, які більш ефективно використовували ресурс. Потім гинули види, які харчувалися відходами колишніх «фаворитів». Але з часом співтовариство стало більш стабільним, і такі вимирання стали траплятися набагато рідше.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Back to top button