Пересмотрена классическая модель экологической стабильности

Согласно подсчетам, взаимоотношения добыча-хищник стабилизируют разнообразные экосистемы.

Известная математическая формула, которая встряхнули мир экологии 40 лет назад, была повторно проанализирована и подчищена двумя учеными из университета Чикаго. Результаты опубликованы в издании Nature.

В 1972 году физик Роберт Мэй взбудоражил экологов, издав простую модель, описывающую связь между многообразием и стабильностью в гипотетической экосистеме. И хотя экологи уже давно полагали, что более разнообразная среда является более стойкой к разрушению, формула Мэя утверждала, что чем больше разнообразия в системе, тем она нестабильней.

Однако разнообразные системы существуют в природе, например, в дождевых лесах или в коралловых рифах. В течение 40 лет экологи пытались расширить формулу Мэя, чтобы объяснить, как эти весьма разнообразные естественные системы сохраняются. В новой статье Стефано Аллессина и Си Тань из Чикагского университета обратились к исходной формуле и с помощью небольших математических манипуляций урегулировали разногласие  между теорией и реальностью.

Подстроив формулу Мэя для включения связи добыча-хищник или потребитель-ресурс, где одни виды выигрывают за счет других, позволяет модели описать экосистему, в которой стабильность возможна даже с бесконечным числом видов.

«Отношения добычи и хищников стабилизируются. Мы можем видеть массу систем, в которых разные виды счастливо сосуществуют на протяжении долгого времени», сказал доцент Аллессина. «Отчасти мы разгадали загадку разнообразных экосистем».

Модель Мэя, также опубликованная в Nature, опровергает экологическую установку, согласно которой разнообразные экосистемы более стойки к изменениям, таким как агрессивные виды или резкое изменение климата. С помощью физики Мэй намеревался создать модель связи между разнообразием и стабильностью с наименьшим количеством всевозможных факторов, основанных на модели, которая использует лишь число видов и силу их взаимодействия.

Удивительный результата модели Мэя состоял в том, что большие и сложные экосистемы были настолько нестабильны, что их существование становилось статистически невероятным, что не соответствовало реальным наблюдениям ученых. Так, например, в дождевых лесах Амазонии на одном только дереве могут обитать тысячи различных живых видов.

«Видимо, природа использует некий способ, который позволяет обходить математические вычисления», сказал Аллессина.

Как бы то ни было, новые данные предлагают новые возможности для исследования того, как природа обходит прогнозы и производит стабильные разнообразные экосистемы.

20.02.2012