Американські дослідники прийшли до висновку, що хаотична динаміка властива набагато більшій кількості екосистем, ніж вважалося раніше. Найбільш часто хаос зустрічається в популяціях невеликих організмів з короткою тривалістю життя.
Популяції організмів у природних екосистемах ніколи не залишаються статичними. Їх чисельність постійно змінюється, і вчені прагнуть зрозуміти, чи регулярні ці коливання (тобто змінюються вони навколо деякої теоретично «стійкої» рівноваги) або випадкові — абсолютно непередбачувані, хаотичні. Прикладом хаотичної системи може служити погода, яка передбачувана тільки в короткостроковій, але не в довгостроковій перспективі, а також вкрай чутлива до невеликих змін початкових умов.
Розуміння динаміки популяції вкрай важливо для передбачення її розмірів і реакцій на зовнішні впливи. Вчені з Каліфорнійського університету в Санта-Крузі (США) прийшли до висновку, що в природних екосистемах хаос зустрічається набагато частіше, ніж вважалося раніше. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Ecology & Evolution.
Згідно з висновками цієї роботи, хаотична динаміка характерна більш ніж для 30% від усіх вивчених популяцій. Попередні подібні дослідження показували, що хаос в природних популяціях або зустрічається вкрай рідко, або відсутній в принципі. На думку авторів статті, цей висновок міг бути пов’язаний з обмеженими даними і використанням некоректних методів, а не з реальною стабільністю екосистем.
- Сплеск кисню збігся з пермським вимиранням
- Аналіз руху тектонічних плит пояснює, чому Анди такі довгі
Величезні обсяги даних, що існують сьогодні, дозволяють аналізувати динаміку популяцій протягом тривалого часу, що вкрай важливо для пошуку хаотичних коливань. У дослідженні вчені використовували нові або оновлені алгоритми виявлення хаосу, які піддали ретельному тестуванню на змодельованих наборах даних. Потім вони застосували три найкращі методи до набору даних про динаміку 172 популяцій з бази Global Population Dynamics.
Наявність хаотичної динаміки популяції була пов’язана з тривалістю життя і розміром тіла тварин. Хаос виявився найбільш поширений в популяціях планктону і комах, а найменш — серед птахів і ссавців. Результати дослідження показали, що екологічні прогнози можуть мати внутрішні обмеження. Автори радять уникати прогнозів, заснованих на рівновазі, особливо щодо короткоживучих видів.
Їх результати можна широко застосувати при розробці природоохоронних стратегій. Наприклад, при управлінні рибальством необхідно прогнозувати чисельність популяції риб, щоб встановлювати обмеження на вилов. При цьому потрібно враховувати наявність хаосу в системі, інакше можна упустити можливості короткострокового прогнозування або ж зробити безліч помилок в довгострокових прогнозах.