Sissejuhatus
Rohkem kui neli aastakümmet tagasi asusid väliökoloogid mõõtma puude mitmekesisust metsaga kaetud maatükil Barro Colorado saarel Panamas, mis on planeedi üks intensiivsemalt uuritud metsaalasid. Nad hakkasid lugema iga puud, mille tüvi oli üle sentimeetri laiem. Nad määrasid kindlaks liigid, mõõtsid tüvesid ja arvutasid iga isendi biomassi. Nad panid puude otsa redelid, uurisid istikuid ja salvestasid selle kõik sisse laialivalguvad tabelid.
Aasta-aastalt kogunevaid andmeid vaadates hakkasid nad märkama neis midagi veidrat. Enam kui 300 liigiga puude mitmekesisus pisikesel 15-ruutkilomeetrisel saarel oli vapustav. Kuid puude jaotus nende liikide vahel oli samuti tugevalt viltu, enamik puid kuulus vaid mõnele liigile.
Alates nendest varajastest uuringutest on seda ületäitunud, väga ebaühtlast mustrit korduvalt täheldatud ökosüsteemides üle kogu maailma, eriti vihmametsades. Ökoloog Stephen Hubbell California ülikoolist, Los Angelese ülikoolist, kes kuulus Barro Colorado uuringute meeskonda, arvab, et vähem kui 2% Amazonase puuliikidest moodustavad pooled üksikpuudest, mis tähendab, et 98% puuliikidest. on haruldased.
Nii suur bioloogiline mitmekesisus on silmitsi juhtiva ökoloogiateooria ennustustega, mis ütleb, et stabiilses ökosüsteemis peaks iga nišš või roll olema ühe liigi poolt. Nišiteooria viitab sellele, et ei ole piisavalt nišše, et võimaldada kõigi ökoloogide poolt nähtud liikide stabiilset eksisteerimist. Sarnaste liikide vaheline konkurents niššide pärast oleks pidanud haruldused väljasurema.
Uus ökoloogiline modelleerimispaber in loodus by James O'Dwyer ja Kenneth Jops Illinoisi ülikoolis Urbana-Champaign selgitab vähemalt osa sellest lahknevusest. Nad leidsid, et liigid, mis peaksid olema pealtnäha omavahel konkurendid, võivad jagada ökosüsteemi, kui nende eluloo üksikasjad (nt kui kaua nad elavad ja kui palju järglasi neil on) on õigesti kokku pandud. Nende töö aitab ka selgitada, miks üks edukamaid viise ökoloogiate modelleerimiseks annab sageli täpseid tulemusi, kuigi see jätab peaaegu kõik, mida me organismide toimimise kohta teame.
Sissejuhatus
2001. aastal inspireeris Barro Colorado saare paradoksaalselt suur bioloogiline mitmekesisus Hubbelli ettepanekut tegema murranguline neutraalne ökoloogiateooria. Traditsiooniline ökoloogiateooria rõhutas liikidevahelist konkurentsi niššide pärast. Kuid Hubbell juhtis tähelepanu sellele, et liigid ei pruugi selles võrrandis tegelikult olla olulised, sest tegelikult võistlevad isendid ressursside pärast ka oma liigi liikmetega. Ta arvas, et ökosüsteemide mitmekesisuse mustrid võivad suuresti olla juhuslike protsesside tulemused.
Bioloogilise mitmekesisusega tegeleva teooria puhul oli Hubbelli neutraalne teooria napp. See eiras eluea erinevusi, toitumise veidrusi ja muid üksikasju, mis eristavad üht liiki teisest. Teoorial põhinevates mudelites on teoreetilises ökosüsteemis iga indiviid identne. Kui kell hakkab käima, areneb ökosüsteem stohhastiliselt, üksikisikud konkureerivad ja asendavad üksteist juhuslikult. Teooria oli täiesti vastuolus liigipõhiste ökoloogiakäsitlustega ja tekitas ökoloogide seas kirgliku arutelu, kuna see tundus nii vastuoluline.
Kuid üllatavalt, kui juhuslikud jalutuskäigud neutraalsetes mudelites edenesid, taastasid nad põhijooned sellest, mida Hubbell ja tema kolleegid Barro Colorado saare andmetes nägid ja mida teised on näinud mujal. Selles modelleerimises, mis peaaegu perversselt ei tunnista erinevusi, on reaalse maailma välgatusi.
See pinge mudelite ja tegelikkuse vahel on O'Dwyerit pikka aega huvitanud. Miks näis neutraalne teooria nii hästi toimivat? Kas oli võimalik tuua teavet liikide toimimise kohta, et saada tulemusi, mis võiksid tunduda veelgi realistlikumad?
Üks asi, mis muudab neutraalsed mudelid ahvatlevaks, ütles O'Dwyer, on see, et neid tõesti on sügavad universaalsused paljude elusolendite seas. Kuigi loomaliigid ei ole identsed, on nad märkimisväärselt sarnased näiteks vereringesüsteemi tasandil. Samad numbrid füsioloogia kohta kerkivad loomade ja taimede puhul ikka ja jälle esile, peegeldades võib-olla nende ühise evolutsiooniajaloo piiranguid. Vastavalt põhimõttele, mida nimetatakse Kleiberi seaduseks, suureneb näiteks looma ainevahetuse kiirus üldiselt koos tema suurusega, skaleerudes võimsusseadusena — sama jõuseadus, olenemata liigist. (Kleiberi seaduse tõesuse kohta on pakutud mitmeid teooriaid, kuid vastuse üle vaieldakse endiselt.)
Arvestades neid aluseks oleva korra märke, mõtles O'Dwyer, kas mõned organismide eluviisi üksikasjad on olulisemad kui teised, määrates kindlaks, kui edukalt liigid evolutsioonilise aja jooksul konkureerivad ja ellu jäävad. Võtame uuesti ainevahetuse: kui ökosüsteemi võib vaadelda kui selle elanike ainevahetuse väljendust, siis organismide suurused on erilised, märkimisväärsed numbrid. Isendi suurus võib olla tema saatuse modelleerimisel aja jooksul kasulikum kui mis tahes muud üksikasjad tema toitumise või liigiidentiteedi kohta.
O'Dwyer mõtles, kas elulugu võib tabada ühte neist ülitähtsatest privilegeeritud teguritest – kontseptsioon, mis ühendab liigistatistikat, nagu keskmine järglaste arv, aeg seksuaalse küpsuseni ja eluiga. Kujutage ette 50 üksikust taimest koosnevat maatükki. Igal neist on oma eluiga, oma paljunemismuster. Kolme kuu pärast võib üks taim toota 100 seemet, samas kui teine sarnane taim 88. Võib-olla idaneb 80% nende seemnetest, andes järgmise põlvkonna, kes läbib selle tsükli oma versiooni. Isegi liigisiseselt varieerub üksikute taimede arv, mõnikord veidi, mõnikord palju, nähtus, mida nimetatakse demograafiliseks müraks. Kui see variatsioon on Hubbelli neutraalse teooria kohaselt juhuslik, siis millised mustrid ilmnevad järjestikuste põlvkondade jooksul?
O'Dwyer teadis, et oli leidnud kellegi, kes aitaks tal seda küsimust uurida, kui Jops aspirandina tema laboriga liitus. Jops oli varem uurinud, kas elulugu kasutavad mudelid suudavad ennustada, kas haavatav taimeliik jääb ellu või on väljapääsul. Koos hakati välja töötama matemaatikat, mis kirjeldaks seda, mis juhtub siis, kui elulugu kohtub konkurentsiga.
Jopsi ja O'Dwyeri mudelis, nagu ka neutraalsetes mudelites, on oluline stohhastilisus – juhuslike tegurite mõju liikidevahelisele deterministlikule interaktsioonile. Liikide elulugu võib aga selle juhuslikkuse mõju võimendada või vähendada. "Elulugu on omamoodi objektiiv, mille kaudu demograafiline müra töötab," ütles O'Dwyer.
Kui teadlased lasid oma mudelil aja jooksul areneda, pannes iga simuleeritud indiviidi oma tempodesse, leidsid nad, et teatud liigid võivad pikka aega üksteise kõrval püsida, kuigi nad konkureerivad samade ressursside pärast. Uurides numbreid selgituse saamiseks, leidsid Jops ja O'Dwyer, et kompleksne termin, mida nimetatakse efektiivseks populatsiooni suuruseks, näis olevat kasulik liikide vahel eksisteerida võiva komplementaarsuse kirjeldamiseks. See hõlmas tõsiasja, et liigi elutsükli ühes punktis võib olla kõrge suremus, seejärel madal suremus teises punktis, samas kui komplementaarsetel liikidel võib olla madal suremus esimeses punktis ja kõrge suremus teises punktis. Mida sarnasem oli see mõiste kahe liigi puhul, seda tõenäolisem oli, et paar võis üksteise kõrval elada, hoolimata ruumi ja toitumise pärast võistlemisest.
"Nad kogevad demograafilist müra sama amplituudiga," ütles O'Dwyer. "See on nende pika kooselamise võti."
Sissejuhatus
Teadlased mõtlesid, kas sarnased mustrid valitsevad ka pärismaailmas. Nad joonistasid COMPADRE andmebaas, mis sisaldab üksikasju tuhandete taime-, seene- ja bakteriliikide kohta, mis on kogutud erinevatest uuringutest ja allikatest, ning nad nullisid välja mitmeaastased taimed, mis kõik elasid koos samadel uurimisaladel. Nad avastasid, et nagu nende mudel oli ennustanud, oli koos elanud taimeliikide elulugu väga sarnane: samas ökosüsteemis elavad liigipaarid on tavaliselt rohkem üksteist täiendavad kui juhuslikult koostatud paarid.
Leiud viitavad viisidele, kuidas liigid, mis ei pruugi olla otseses konkurentsis, võiksid üksteisega hästi töötada, ilma eristatavaid nišše esile kutsumata. Annette Ostling, Austini Texase ülikooli bioloogiaprofessor. "Kõige lahedam osa on see, et nad rõhutavad, et need ideed … võivad laieneda liikidele, mis on üsna erinevad, kuid täiendavad üksteist," ütles ta.
Et William KuninInglismaal Leedsi ülikooli ökoloogiaprofessor, artikkel pakub välja ühe põhjuse, miks loodusmaailm kogu oma keerukusest hoolimata võib sarnaneda neutraalse mudeliga: ökoloogilistel protsessidel võib olla viis üksteist tühistada, nii et see, mis näib. nagu lõputul mitmekesisusel võib olla lihtne tulemus, mida ta kirjeldas kui "tekkivat neutraalsust". Hubbell omalt poolt hindab oma esialgse töö laiendamist. "See pakub mõningaid mõtteid selle kohta, kuidas neutraalseid mudeleid üldistada, neid kohandada, et lisada veidi liikide erinevusi, laiendades ja kokkutõmbudes, et näha, mis juhtub mitmekesisusega kohalikus kogukonnas," ütles ta.
See on vaid üks osa probleemist, kuidas mõista, kuidas bioloogiline mitmekesisus tekib ja miks see püsib. "Ökoloogias võitleme mustri ja protsessi vahelise suhtega. Paljud erinevad protsessid võivad tekitada sama mustri, ”ütles Ostling. O'Dwyer loodab, et lähiaastatel võib rohkem andmeid reaalse maailma kohta aidata teadlastel mõista, kas efektiivne rahvastiku suurus suudab järjekindlalt seletada kooseksisteerimist.
Kunin loodab, et artikkel inspireerib teisi neutraalse teooria ideedega edasi töötama. Valdkonnas, kus indiviidide ainulaadsed omadused, mitte nende ühised jooned, on pikka aega mõju avaldanud, on neutraalne teooria sundinud ökolooge olema loomingulised. "See on meid vaimsetest rööbastest välja löönud ja pani meid mõtlema, millised asjad on tegelikult olulised," ütles ta.
Hubbell, kes käivitas nii palju aastaid tagasi neutraalse ökoloogiateooria, mõtleb, kas tõeliselt tohutud andmekogud tõeliste metsade kohta võiksid anda selliseid üksikasju, mida on vaja eluloo ja bioloogilise mitmekesisuse vahelise seose selgemaks muutmiseks. "See on neutraalsele teooriale tuginemine, mida ma lootsin, et see juhtuks," ütles ta uue paberi kohta. "Kuid see on alles väike samm mitmekesisuse tõelise mõistmise poole."
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Autod/elektrisõidukid, Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- BlockOffsets. Keskkonnakompensatsiooni omandi ajakohastamine. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://www.quantamagazine.org/the-key-to-species-diversity-may-be-in-their-similarities-20230626/
- :on
- :on
- :mitte
- : kus
- ][lk
- $ UP
- 100
- 2%
- 2001
- 50
- a
- Võimalik
- MEIST
- AC
- Vastavalt
- konto
- täpne
- pärast
- jälle
- tagasi
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- kõrval
- Ka
- Amazon
- vahel
- an
- ja
- Angeles
- loom
- loomad
- Teine
- vastus
- mistahes
- ahvatlev
- lähenemisviisid
- OLEME
- ümber
- Saabuvad
- AS
- At
- Austin
- keskmine
- laps
- põhineb
- BE
- sest
- olnud
- hakkas
- taga
- vahel
- bioloogia
- Natuke
- tooma
- Ehitus
- kuid
- by
- arvutatud
- California
- kutsutud
- CAN
- pildistatud
- kindel
- selgemaks
- kell
- lähedalt
- kolleegidega
- Colorado
- ühendab
- tulevad
- kogukond
- võistlema
- võistlev
- konkurents
- konkurendid
- täiendavad
- täiesti
- keeruline
- keerukus
- mõiste
- piiranguid
- lepingute sõlmimine
- võiks
- loendamine
- Loominguline
- põllukultuur
- otsustav
- tsükkel
- andmed
- andmekogumid
- arutelu
- aastakümnete
- sügavam
- demograafiliste
- kirjeldama
- kirjeldatud
- Vaatamata
- detail
- detailid
- määrates kindlaks
- DID
- Dieet
- erinevused
- erinev
- otsene
- avastasin
- lahknevus
- eristatav
- eristama
- jaotus
- mitmekesisus
- koostatud
- iga
- Varajane
- Ökoloogiline
- ökosüsteemi
- ökosüsteemid
- mõju
- Tõhus
- mõju
- mujal
- tekkima
- võimaldama
- kapseldatud
- Lõputu
- Inglismaa
- piisavalt
- hinnangul
- Isegi
- Iga
- areneb
- näide
- eksisteerima
- laiendades
- laiendamine
- kogemus
- Selgitama
- Selgitab
- selgitus
- uurima
- väljend
- laiendama
- väljasuremine
- nägu
- asjaolu
- tegurid
- saatus
- FUNKTSIOONID
- vähe
- väli
- järeldused
- esimene
- eest
- mets
- avastatud
- neli
- Alates
- funktsioon
- üldiselt
- põlvkond
- Põlvkonnad
- saama
- Go
- koolilõpetaja
- murranguline
- olnud
- Pool
- vasar
- juhtuda
- juhtub
- Olema
- he
- tugevalt
- Held
- aitama
- aitab
- Suur
- esiletõstmine
- kõrgelt
- teda
- tema
- ajalugu
- loodab
- lootes
- maja
- Kuidas
- Kuidas
- aga
- http
- HTTPS
- i
- ideid
- identiques
- tuvastatud
- Identity
- if
- Illinois
- kujutage ette
- tohutu
- oluline
- in
- Tõstab
- eraldi
- inimesed
- mõju
- info
- esialgne
- inspireerima
- inspireeritud
- interaktsioonid
- huvitatud
- sisse
- saar
- IT
- ITS
- liitunud
- lihtsalt
- ainult üks
- hoidma
- Võti
- Laps
- Teadma
- labor
- suurelt jaolt
- Seadus
- juhtivate
- kõige vähem
- vähem
- Tase
- elu
- nagu
- Tõenäoliselt
- joon
- vähe
- elama
- elu-
- kohalik
- Pikk
- kaua aega
- Vaata
- Vaatasin
- otsin
- a
- Los Angeles
- Partii
- Madal
- tehtud
- ajakiri
- tegema
- viis
- palju
- sobitamine
- matemaatika
- küsimus
- tähtaeg
- mai..
- tähendus
- vastab
- liikmed
- vaimne
- ainevahetus
- võib
- mudel
- modelleerimine
- mudelid
- kuu
- rohkem
- kõige
- Natural
- loodus
- tingimata
- vaja
- Neutraalne
- Uus
- järgmine
- NIH
- ei
- müra
- Märka..
- number
- numbrid
- toiteväärtust
- Ennustus
- of
- pakutud
- Pakkumised
- sageli
- on
- kunagi
- ONE
- ainult
- or
- et
- Muu
- teised
- meie
- välja
- Tulemus
- konkureerivad
- üle
- enda
- paar
- paari
- Panama
- Paber
- osa
- eriti
- Muster
- mustrid
- ehk
- perioodid
- püsib
- nähtus
- planeet
- Taimed
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- Punkt
- rahvastik
- võim
- ennustada
- ennustada
- Ennustused
- ilus
- valitses
- varem
- põhimõte
- privilegeeritud
- Probleem
- protsess
- Protsessid
- tootma
- toodab
- tootmine
- Toodet
- Õpetaja
- Edu
- edenenud
- panema
- Putting
- omadused
- küsimus
- juhuslik
- juhuslikkus
- HARULDANE
- määr
- pigem
- reaalne
- päris maailm
- realistlik
- Reaalsus
- tõesti
- põhjus
- dokumenteeritud
- vähendama
- suhe
- KORDUVALT
- paljunemine
- teadustöö
- Teadlased
- Vahendid
- Tulemused
- õige
- Roll
- Ütlesin
- sama
- nägin
- ütlema
- ütleb
- ketendamine
- Teine
- vaata
- seemned
- tundub
- tundus
- tundub
- nähtud
- Saadetud
- komplekt
- Komplektid
- mitu
- Seksuaalne
- Jaga
- jagatud
- ta
- peaks
- märkimisväärne
- Märgid
- sarnane
- sarnasused
- lihtne
- SUURUS
- suurused
- So
- mõned
- Keegi
- midagi
- Allikad
- Ruum
- sille
- ulatub
- eriline
- stabiilne
- alustatud
- algab
- statistika
- Samm
- Veel
- võitlus
- õpilane
- õppinud
- uuringud
- edukas
- Edukalt
- selline
- soovitama
- Soovitab
- ellu jääma
- Kõikuma
- süsteem
- Võtma
- meeskond
- termin
- texas
- kui
- et
- .
- maailm
- oma
- Neile
- SIIS
- teoreetiline
- teooria
- Seal.
- Need
- nad
- asjad
- mõtlema
- see
- need
- kuigi?
- tuhandeid
- kolm
- Läbi
- aeg
- et
- kokku
- liiga
- suunas
- traditsiooniline
- puu
- Puud
- tõsi
- tõeliselt
- kaks
- UCLA
- aluseks
- mõistmine
- ainulaadne
- Ülikool
- California Ülikool
- lahti lastud
- kuni
- us
- kasutamine
- sort
- versioon
- Haavatav
- oli
- Tee..
- kuidas
- we
- webp
- Hästi
- olid
- M
- millal
- kas
- mis
- kuigi
- WHO
- miks
- laiem
- will
- koos
- jooksul
- ilma
- Töö
- töö
- töötab
- maailm
- oleks
- aasta
- aastat
- saak
- sephyrnet