Логотип ZooAtlas.ru Атлас собак ZooAtlas.ru Атлас кошек ZooAtlas.ru Атлас обитателей аквариума ZooAtlas.ru Атлас птиц ZooAtlas.ru Атлас экзотических животных ZooAtlas.ru


Эволюцией экосистем управляет «закон слабого»



16.02.2009

Вымирание видов происходит либо в ходе конкуренции с другими видами, либо из-за неспособности подстроиться под изменяющиеся условия окружающей среды. При этом считается, что из двух соперничающих популяций выживает наиболее приспособленная (действует закон естественного отбора — сохраняются те организмы, которые обладают качествами, способствующими успешному воспроизведению себе подобных).

Ученые из Мюнхенского университета имени Людвига Максимилиана (Германия) решили проверить справедливость этого утверждения на примере компьютерной модели соперничества трех разных видов. Результаты моделирования удивили самих исследователей: оказалось, что самый слабый участник практически гарантированно побеждает в таком соревновании.

В качестве основы исследования был взят принцип, напоминающий правила игры «камень-ножницы-бумага»: каждый из видов (обозначим их А, В и С) имеет превосходство над одним из противников и проигрывает другому. Необходимо отметить, что сосуществующие субпопуляции, взаимодействия между которыми подчиняются подобному закону, были обнаружены во многих экосистемах (например, сообществах беспозвоночных на коралловых рифах). Результат эволюции всей системы можно формализовать так:

А + В → А + А;
В + С → В + В;
С + А → С + С.

При этом скорость первого процесса (уничтожения вида В его соперником А) выражается показателем КА, скорость второго и третьего процессов — величинами КВ и КС, соответственно. Определив начальные условия, ученые проводили моделирование эволюции до того момента, когда «в живых» оставались представители лишь одного вида, для разных размеров системы (N) и всевозможных соотношений КА, КВ и КС.

Эксперименты начались с наиболее простого случая N = 3 (то есть в каждую популяцию входило по одному существу). Оказалось, что в такой ситуации вероятность выживания для каждого из существ линейно зависит от показателя скорости соответствующего процесса (к примеру, для вида А эта вероятность равна КВ). Процесс выживания формулировался правилом, названным исследователями «законом невмешательства»: вид, наименее активно взаимодействующий с другими (активность вида А, скажем, выражается величинами КА и КС), имеет наибольшие шансы на победу. Закон этот, впрочем, выполняется не всегда; если предположить, что показатель КВ превосходит два других, существо А будет выживать с большой, но не стопроцентной вероятностью.

Дальнейшие исследования показали, что такое поведение характерно для систем с N < 20; при размерах 20 < N < 100 модель демонстрирует «смешанное» поведение, а при N > 100 в дело вступает другой закон — «закон слабого». Формулируется он довольно просто: если неравенство КА < КВ, КС верно, то вид А имеет наибольшие шансы на выживание. Как выяснили ученые, это правило выполняется строго при том условии, что N стремится к бесконечности. Интригующий выбор названия — «закон слабого» — объясняется тем, что воспроизводство организмов А происходит с наименьшей из трех скоростью КА; такое обстоятельство позволяет считать указанный вид слабейшим.

Выведенное правило оказалось справедливо даже для тех случаев, когда различия между соперничающими видами минимальны. «Полученные нами результаты чрезвычайно важны для понимания законов эволюции экосистем и разработки новых методов защиты вымирающих видов, — подводит итоги профессор Эрвин Фрей (Erwin Frey), возглавивший исследования. — Кстати, наши выводы ничуть не противоречат практике: пару лет назад проводились подобные эксперименты над колониями бактерий, и в итоге неизменно выживал слабейший вид».

Отчет ученых был опубликован в журнале Physical Review Letters.

Компьютерра-Онлайн

Тоже интересно
В природном парке «Аргут» будет развиваться экотуризм
WWF России начинает реализацию проекта по развитию экотуризма в местах обитания снежного барса на Алтае как способ вовлечения местных жителей в сохранение этой крупной кошки

Долина реки Аргут является основным местообитанием крупнейшей в России группировки снежного барса (ирбиса).

Комары могут стать бедствием Галапагосских островов
Комары Culex quinquefasciatus, переносящие смертельно опасные для многих видов галапагосской фауны заболевания, регулярно прибывают на Галапагосы в туристических самолетах из Южной Америки.
Камчатских оленей привили от опасных болезней
Больше 19 тысяч оленей на севере Камчатки привили от опасных болезней в ходе осенней корализации.
Пять новых видов морских обитателей открыто в Антарктиде
Пять ранее неизвестных видов морских обитателей открыто в ходе подготовки первого всеобъемлющего описания жизни морских и наземных животных, живущих в районе полюсов Земли, сообщает в понедельник телерадиокорпорация BBC со ссылкой на британских и немецких ученых.
Биоразнообразию Восточных Гималаев угрожают человек и климат
Многие виды флоры и фауны региона могут исчезнуть из-за климатических изменений, обезлесивания, выбивания пастбищ домашним скотом, браконьерства и незаконной торговли дикими животными.
Ученые полностью расшифровали геном коровы
Американские генетики сегодня сообщили о еще одном важном достижении, связанным с прикладными генными исследованиями.
7 февраля в Московском зоопарке пройдет День Водно-болотных угодий 2009
7 февраля в 12.00 на территории Московского зоопарка, на сцене около павильона Дом птиц пройдет праздник — День Водно-болотных угодий 2009.
Дизайн: antonsobolev.com

Rambler's Top100

ЗооАтлас — добрые новости, статьи о животных и птицах, атласы пород собак и кошек, виды аквариумных рыбок, грызунов, экзотических домашних зверей.
При полном или частичном использовании материалов активная индексируемая ссылка на ZooAtlas.ru обязательна.
© 2008—2022 ZooAtlas.ru
Написать редактору ZooAtlas.ru