Modele ekosystemów dogoniły rzeczywistość

Bioróżnorodność jest możliwa teraz także w teorii!

Od dziesięcioleci naukowcy modelujący ekosystemy stykali się z poważnym problemem. Nie udawało się usunąć konfliktu między bioróżnorodnością a stabilnością modelu. Innymi słowy, można było zasymulować w komputerze ekosystem niespecjalnie złożony. Natomiast modele charakteryzujące się dużą różnorodnością gatunków ulegały nieuniknionej katastrofie.

Co robimy nie tak, skoro w przyrodzie obserwujemy przecież stabilne złożone środowiska, kipiące życiem jak dżungla czy rafa koralowa? - zastanawiali się matematycy.

W magazynie „Nature” Stafano Allesina i Si Tang, naukowcy z Uniwersytetu Chicagowskiego, opisują rozwiązanie tej zagadki.

Zgodnie z podstawowym w ekologii teoretycznej modelem Roberta M. Maya, w złożonym ekosystemie nawet najmniejsza zmiana środowiska (np. klimatyczna) wywołuje masowe wymieranie gatunków. W naturze nie obserwujemy zaś takich katastrof za każdym razem, gdy coś (np. człowiek) ingeruje w przyrodę. Teraz naukowcy z Chicago pokazali, co w założeniach Maya było niepoprawne.

- Model Maya zakłada, że w wielkiej sieci ekologicznych powiązań dwa gatunki wchodzą ze sobą losowo w jakieś interakcje – wyjaśnia Allesina. - Nie bierze pod uwagę charakteru takich interakcji – czy to relacja drapieżnik-ofiara, czy relacja współpracy, a może – konkurencja o jakieś zasoby.

Zdaniem Amerykanów, istotne jest, które organizmy się zjadają, a które konkurują ze sobą lub współpracują. Populacje drapieżników i ich ofiar trzymają się nawzajem w szachu. Gdyby drapieżniki rozmnożyły się za bardzo, zdziesiątkowałyby zasoby pożywienia i kolejne pokolenie padłoby z głodu. Tymczasem występująca w przyrodzie kooperacja ma zdecydowanie inny wpływ na rozmiary pomagających sobie populacji. Dlatego typów zachodzących w przyrodzie związków nie można mieszać i stawiać na ślepy los.

Model zaprezentowany w „Nature” rozróżnia te relacje między gatunkami, a nawet – uwzględnia ich siłę. W efekcie, zróżnicowane ekosystemy w pamięci komputera przestały padać jak muchy.

Pozwoli to na wprowadzenie poprawek do opracowywanych na całym świecie modeli, dzięki którym naukowcy badają wrażliwość przyrody na zmiany klimatyczne i działalność człowieka.