Исследователи из Индии и США построили математическую модель сообщества планктона, чтобы объяснить, почему при ограниченности ресурсов выживает так много видов этих водных существ, – такую ситуацию в водной экосистеме называют «парадоксом планктона».
В течение многих лет биологи задавались вопросом, почему сообщества бактерий при всем своем разнообразии остаются такими стабильными. На сегодняшний день сформировано несколько теорий, которые могут дать на него ответ. Одна из ведущих основана на двух идеях. Первая заключается в том, что некоторые из бактерий потребляют отходы другого вида. Суть другой состоит в том, что потенциальные новые члены сообщества могут выжить только в том случае, если они заполнят нишу, еще не занятую другими, или же если они окажутся способнее для этой ниши и смогут ее «отвоевать». Чтобы проверить эту теорию на практике, ученые создали математическую модель сообщества планктона.
Исследовали запрограммировали жизнь теоретического сообщества водных микроорганизмов – они задали несколько основных «правил игры», которые соотносятся с идеями, описанными выше. Правило первое: каждый участник сообщества потребляет только один тип ресурсов и с отходами «производит» два новых. Правило второе: любые новые члены сообщества могут выжить только в случае открытой ниши или если они смогут использовать ресурс лучше, чем вид, который в данный момент занимает нишу.
Эти простые правила привели к созданию виртуального сообщества, которое, как и реальные сообщества бактерий, было и разнообразным, и стабильным, и фактически становилось все более стабильным по мере того, как организмы становились более разнообразными. Ученые отметили, что на ранних стадиях развития сообщества иногда вымирали целые виды – тогда как их место занимали новые, более эффективные. Это также влекло за собой смерть представителей тех видов, которые питались отходами ранее существовавшего. Но прошло время – и сообщество стало более стабильным, массовые вымирания стали происходить реже. Биологи также отметили, что их модель объясняет, почему две общины, которые развиваются в одинаковых условиях, могут так отличаться друг от друга – все зависит от истории нового вида, который «вступил» в сообщество.
Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.
[Фото: Hakaimagazine]
