esittely
Yli neljä vuosikymmentä sitten kenttäekologit päättivät mitata puiden monimuotoisuutta metsäisellä tontilla Barro Coloradon saarella Panamassa, joka on yksi planeetan intensiivisimmin tutkituista metsäalueista. He alkoivat laskea jokaista puuta, jonka runko oli yli senttimetriä leveä. He tunnistivat lajit, mittasivat rungot ja laskivat kunkin yksilön biomassan. He asettivat tikkaat puihin, tutkivat taimia ja kirjasivat kaiken muistiin rönsyileviä laskentataulukoita.
Kun he katsoivat vuodesta toiseen kertyvää dataa, he alkoivat huomata siinä jotain outoa. Yli 300 lajin puiden monimuotoisuus pienellä 15 neliökilometrin saarella oli huikea. Mutta puiden jakautuminen näiden lajien kesken oli myös voimakkaasti vino, ja suurin osa puista kuului vain muutamaan lajiin.
Noista varhaisista tutkimuksista lähtien tämä ylitäytetty, erittäin epätasainen kuvio on nähty toistuvasti ekosysteemeissä ympäri maailmaa, erityisesti sademetsissä. Ekologi Stephen Hubbell Kalifornian yliopiston Los Angelesissa, joka oli osa Barro Colorado -tutkimusten taustaryhmää, arvioi, että alle 2 % Amazonin puulajeista muodostaa puolet kaikista yksittäisistä puista, mikä tarkoittaa, että 98 % puulajeista ovat harvinaisia.
Tällainen korkea biologinen monimuotoisuus vastustaa johtavan ekologian teorian ennusteita, joiden mukaan vakaassa ekosysteemissä jokaisen markkinaraon tai roolin tulisi olla yhden lajin hallussa. Niche teoria viittaa siihen, että markkinarakoja ei ole riittävästi mahdollistaakseen kaikkien ekologien näkemien lajien pysyvän olemassaolon. Samankaltaisten lajien välisen kilpailun markkinarakoista olisi pitänyt saada harvinaisuudet sukupuuttoon.
Uusi ekologinen mallipaperi in luonto by James O'Dwyer ja Kenneth Jops Illinoisin yliopiston Urbana-Champaign selittää ainakin osan tästä erosta. He havaitsivat, että lajit, joiden pitäisi ilmeisesti olla toistensa kilpailijoita, voivat jakaa ekosysteemin, jos niiden elämänhistorian yksityiskohdat – kuten kuinka kauan ne elävät ja kuinka monta jälkeläistä heillä on – ovat oikealla tavalla. Heidän työnsä auttaa myös selittämään, miksi yksi menestyneimmistä tavoista ekologioiden mallintamiseen johtaa usein tarkkoihin tuloksiin, vaikka se hämärtää lähes kaiken, mitä tiedämme organismien toiminnasta.
esittely
Vuonna 2001 Barro Coloradon saaren paradoksaalisen korkea biologinen monimuotoisuus inspiroi Hubbellia kosia uraauurtava neutraali ekologian teoria. Perinteinen ekologian teoria painotti lajien välistä kilpailua markkinaraoista. Mutta Hubbell huomautti, että lajeilla ei välttämättä ole väliä tässä yhtälössä, koska itse asiassa yksilöt kilpailevat luonnonvaroista myös oman lajinsa jäsenten kanssa. Hän ehdotti, että ekosysteemien monimuotoisuusmallit saattavat olla suurelta osin satunnaisten prosessien tuotteita.
Biologista monimuotoisuutta käsittelevälle teorialle Hubbellin neutraali teoria oli harvassa. Se jätti huomiotta eliniän vaihtelut, ravitsemukselliset omituisuudet ja muut yksityiskohdat, jotka erottavat lajit toisista. Teoriaan perustuvissa malleissa jokainen teoreettisen ekosysteemin yksilö on identtinen. Kun kello alkaa, ekosysteemi kehittyy stokastisesti yksilöiden kilpailemalla ja korvaamalla toisiaan satunnaisesti. Teoria oli täysin ristiriidassa lajiperusteisten lähestymistapojen kanssa ekologiaan, ja se herätti kiihkeää keskustelua ekologien keskuudessa, koska se vaikutti niin ristiriitaiselta.
Silti yllättäen neutraalien mallien satunnaisten kävelyjen edetessä ne toistivat tärkeimmät piirteet siitä, mitä Hubbell ja hänen kollegansa näkivät tiedoissaan Barro Colorado Islandilta ja mitä muut ovat nähneet muualla. Tässä mallinnuksessa, joka melkein perverssi ei tunnusta eroja, on todellisen maailman välähdyksiä.
Tämä mallien ja todellisuuden välinen jännite on kiinnostanut O'Dwyeria pitkään. Miksi neutraali teoria näytti toimivan niin hyvin? Oliko tapa saada tietoa lajien toiminnasta saadakseen tuloksia, jotka saattavat näyttää vieläkin realistisemmilta?
Yksi asioista, jotka tekevät neutraaleista malleista houkuttelevia, O'Dwyer sanoi, on, että niitä todella on syviä universaaleja monien elävien olentojen joukossa. Vaikka eläinlajit eivät ole identtisiä, ne ovat huomattavan samankaltaisia esimerkiksi verenkiertojärjestelmän tasolla. Samat fysiologiaa koskevat luvut ilmaantuvat yhä uudelleen eläimissä ja kasveissa, mikä heijastaa kenties niiden yhteisen evoluutiohistorian rajoitteita. Esimerkiksi Kleiberin laiksi kutsutun periaatteen mukaan eläimen aineenvaihduntanopeus yleensä kiihtyy sen koon mukaan, skaalautuen teholakina – sama teholaki lajista riippumatta. (Useita teorioita siitä, miksi Kleiberin laki on totta, on esitetty, mutta vastauksesta keskustellaan edelleen.)
Ottaen huomioon nämä taustalla olevan järjestyksen merkit, O'Dwyer pohti, ovatko tietyt organismien elämän yksityiskohdat tärkeämpiä kuin toiset määritettäessä, kuinka menestyksekkäästi lajit kilpailevat ja selviävät evoluution aikana. Otetaanpa taas aineenvaihdunta: Jos ekosysteemi voidaan nähdä sen asukkaiden aineenvaihdunnan ilmaisuna, niin organismien koot ovat erityisiä, merkittäviä lukuja. Yksilön koko voi olla hyödyllisempi sen kohtalon mallintamisessa ajan mittaan kuin mitkään muut tiedot sen ruokavaliosta tai laji-identiteetistä.
O'Dwyer pohti, voisiko elämänhistoria vangita yhden noista tärkeistä, etuoikeutetuista tekijöistä, käsitteestä, joka yhdistää lajitilastot, kuten keskimääräisen jälkeläisten määrän, sukukypsyyteen kuluvan ajan ja eliniän. Kuvittele 50 yksittäisen kasvin tontti. Jokaisella on oma elinkaarensa, oma lisääntymismallinsa. Kolmen kuukauden kuluttua yksi kasvi saattaa tuottaa 100 siementä, kun taas toinen samanlainen tuottaa 88. Ehkä 80% niiden siemenistä itävät, jolloin syntyy seuraava sukupolvi, joka käy läpi oman versionsa tästä syklistä. Jopa lajin sisällä yksittäisten kasvien lukumäärä vaihtelee, joskus hieman, joskus paljon, ilmiö, jota kutsutaan demografiseksi meluksi. Jos tämä vaihtelu on satunnaista, Hubbellin neutraalin teorian tavalla, mitä malleja syntyy peräkkäisten sukupolvien aikana?
O'Dwyer tiesi löytäneensä jonkun, joka voisi auttaa häntä tutkimaan tätä kysymystä, kun Jops liittyi laboratorioonsa jatko-opiskelijana. Jops oli aiemmin tutkinut, pystyisivätkö elämänhistoriaa käyttävät mallit ennustamaan, selviytyisikö haavoittuva kasvilaji vai onko se matkalla ulos. Yhdessä he alkoivat keksiä matematiikkaa, joka kuvaisi mitä tapahtuu, kun elämänhistoria kohtaa kilpailun.
Jopsin ja O'Dwyerin mallissa, kuten neutraaleissa malleissa, stokastisuus – satunnaistekijöiden vaikutus lajien välisiin deterministisiin vuorovaikutuksiin – on tärkeä. Lajien elämänhistoria voi kuitenkin vahvistaa tai vähentää tämän satunnaisuuden vaikutuksia. "Elämähistoria on eräänlainen linssi, jonka läpi väestöllinen melu toimii", O'Dwyer sanoi.
Kun tutkijat antoivat mallinsa edetä ajan mittaan, ja jokainen simuloitu yksilö käy läpi vauhtiaan, he havaitsivat, että tietyt lajit saattoivat pysyä rinnakkain pitkiä aikoja, vaikka ne kilpailevat samoista resursseista. Tarkastellessaan lukuja syvemmälle selityksen saamiseksi, Jops ja O'Dwyer havaitsivat, että monimutkainen termi, jota kutsutaan tehokkaaksi populaatiokooksi, vaikutti hyödylliseltä kuvaamaan eräänlaista täydentävyyttä, joka voisi esiintyä lajien välillä. Se kiteytti sen tosiasian, että lajin kuolleisuus voi olla korkea jossakin vaiheessa sen elinkaaressa, sitten alhainen kuolleisuus toisessa vaiheessa, kun taas täydentävällä lajilla saattaa olla alhainen kuolleisuus ensimmäisessä vaiheessa ja korkea kuolleisuus toisessa vaiheessa. Mitä samankaltaisempi tämä termi oli kahdelle lajille, sitä todennäköisemmin pari saattoi elää rinnakkain, vaikka kilpailevat tilasta ja ravinnosta.
"He kokevat demografista melua samalla amplitudilla", O'Dwyer sanoi. "Se on avain, että he voivat asua yhdessä pitkään."
esittely
Tutkijat ihmettelivät, vallitsevatko samanlaiset mallit todellisessa maailmassa. He piirsivät COMPADRE tietokanta, joka sisältää tietoja tuhansista kasvi-, sieni- ja bakteerilajeista, jotka on kerätty erilaisista tutkimuksista ja lähteistä, ja ne nollasivat monivuotisia kasveja, jotka kaikki asuivat yhdessä samoilla tutkimusaloilla. He havaitsivat, että kuten heidän mallinsa ennusti, yhdessä eläneiden kasvilajien elämänhistoria oli läheisesti samanlainen: samassa ekosysteemissä elävät lajiparit täydentävät yleensä toisiaan enemmän kuin satunnaisesti piirretyt parit.
Löydökset ehdottavat tapoja, joilla lajit, jotka eivät välttämättä ole suorassa kilpailussa, voisivat toimia hyvin rinnakkain ilman erillisiä markkinarakoja. Annette Ostling, biologian professori Texasin yliopistossa Austinissa. "Kaunein osa on, että he korostavat, että nämä ideat voivat ulottua lajeihin, jotka ovat melko erilaisia, mutta täydentävät toisiaan", hän sanoi.
jotta William Kunin, Leedsin yliopiston Englannissa ekologian professori, artikkeli ehdottaa yhtä syytä, miksi luonto voi kaikesta monimutkaisuudestaan huolimatta muistuttaa neutraalia mallia: Ekologisilla prosesseilla voi olla tapa kumota toisensa, joten se mikä näyttää. kuten loputtomalla vaihtelulla voi olla yksinkertainen lopputulos, jota hän kuvaili "syntyväksi neutraaliudeksi". Hubbell puolestaan arvostaa alkuperäisen työnsä laajentamista. "Se tarjoaa ajatuksia siitä, miten neutraaleja malleja voidaan yleistää, muokata niitä niin, että niissä otetaan huomioon lajierot, laajentaa ja supistaa nähdäksesi, mitä monimuotoisuudelle tapahtuu paikallisessa yhteisössä", hän sanoi.
Tämä on vain yksi pala ongelmasta ymmärtää, kuinka biologinen monimuotoisuus syntyy ja miksi se kuitenkin säilyy. ”Ekologiassa kamppailemme kuvion ja prosessin välisen suhteen kanssa. Monet eri prosessit voivat tuottaa saman kuvion", Ostling sanoi. O'Dwyer toivoo, että tulevina vuosina enemmän tietoa todellisesta maailmasta voi auttaa tutkijoita havaitsemaan, pystyykö tehokas väestön koko johdonmukaisesti selittämään rinnakkaiselon.
Kunin toivoo, että paperi innostaa muita jatkamaan työskentelyä neutraalin teorian ideoiden parissa. Alalla, jolla yksilöiden ainutlaatuiset ominaisuudet, pikemminkin kuin niiden yhteiset piirteet, ovat olleet pitkään vallassa, neutraali teoria on pakottanut ekologit olemaan luovia. "Se on potkinut meidät ulos henkisistä kierteistämme ja saanut meidät ajattelemaan, mitkä asiat ovat todella tärkeitä", hän sanoi.
Hubbell, joka julkaisi neutraalin teorian ekologiasta niin monta vuotta sitten, pohtii, voisivatko todella valtavat tietojoukot todellisista metsistä tuottaa sellaisia yksityiskohtia, joita tarvitaan elämänhistorian ja biologisen monimuotoisuuden välisen suhteen selventämiseksi. "Tämä on sellainen rakentaminen neutraalille teorialle, jonka toivoin tapahtuvan", hän sanoi uudesta lehdestä. "Mutta se on vain pieni askel kohti monimuotoisuuden todellista ymmärtämistä."
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. Autot / sähköautot, hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- BlockOffsets. Ympäristövastuun omistuksen nykyaikaistaminen. Pääsy tästä.
- Lähde: https://www.quantamagazine.org/the-key-to-species-diversity-may-be-in-their-similarities-20230626/
- :on
- :On
- :ei
- :missä
- ][s
- $ YLÖS
- 100
- 2%
- 2001
- 50
- a
- pystyy
- Meistä
- AC
- Mukaan
- Tili
- tarkka
- Jälkeen
- uudelleen
- sitten
- Kaikki
- rinnalla
- Myös
- Amazon
- keskuudessa
- an
- ja
- angeles
- eläin
- eläimet
- Toinen
- vastaus
- Kaikki
- miellyttävä
- lähestymistavat
- OVAT
- noin
- Saapuu
- AS
- At
- Austin
- keskimäärin
- Vauva
- perustua
- BE
- koska
- ollut
- alkoi
- takana
- välillä
- biologia
- Bitti
- tuoda
- Rakentaminen
- mutta
- by
- laskettu
- Kalifornia
- nimeltään
- CAN
- kiinni
- tietty
- selkeämpi
- kello
- tarkasti
- työtovereiden
- Colorado
- yhdistää
- tuleva
- yhteisö
- kilpailla
- kilpailevien
- kilpailu
- kilpailijat
- täydentävä
- täysin
- monimutkainen
- monimutkaisuus
- käsite
- rajoitteet
- sopimukselle
- voisi
- laskenta
- Luova
- sato
- ratkaiseva
- sykli
- tiedot
- tietueita
- keskustelu
- vuosikymmeninä
- syvempää
- demografiset
- kuvata
- on kuvattu
- Huolimatta
- yksityiskohta
- yksityiskohdat
- määritetään
- DID
- Ruokavalio
- erot
- eri
- ohjata
- löysi
- ristiriita
- selvä
- erottaa
- jakelu
- Monimuotoisuus
- laadittu
- kukin
- Varhainen
- Ekologinen
- ekosysteemi
- ekosysteemit
- vaikutus
- Tehokas
- vaikutukset
- muualla
- ilmaantua
- mahdollistaa
- kapseloitu
- Loputon
- Englanti
- tarpeeksi
- arviot
- Jopa
- Joka
- kehittyy
- esimerkki
- olla
- laajenee
- laajeneminen
- experience
- Selittää
- selittää
- selitys
- tutkia
- lauseke
- laajentaa
- sammuminen
- Kasvot
- tosiasia
- tekijät
- kohtalo
- Ominaisuudet
- harvat
- ala
- tulokset
- Etunimi
- varten
- metsä
- löytyi
- neljä
- alkaen
- toiminto
- yleensä
- sukupolvi
- sukupolvet
- saada
- Go
- valmistua
- uraauurtava
- HAD
- Puoli
- lyö
- tapahtua
- tapahtuu
- Olla
- he
- raskaasti
- sankari
- auttaa
- auttaa
- Korkea
- korostus
- erittäin
- häntä
- hänen
- historia
- toivoo
- toivoen
- talot
- Miten
- Miten
- Kuitenkin
- http
- HTTPS
- i
- ideoita
- identtinen
- tunnistettu
- Identiteetti
- if
- Illinois
- kuvitella
- valtava
- tärkeä
- in
- Lisäykset
- henkilökohtainen
- henkilöt
- vaikutus
- tiedot
- ensimmäinen
- innostaa
- innoittamana
- vuorovaikutukset
- kiinnostunut
- tulee
- saari
- IT
- SEN
- liittyi
- vain
- vain yksi
- Pitää
- avain
- laji
- Tietää
- laboratorio
- suureksi osaksi
- Laki
- johtava
- vähiten
- vähemmän
- Taso
- elämä
- pitää
- Todennäköisesti
- linja
- vähän
- elää
- elävät
- paikallinen
- Pitkät
- pitkä aika
- katso
- Katsoin
- näköinen
- niitä
- Los Angeles
- Erä
- Matala
- tehty
- aikakauslehti
- tehdä
- tapa
- monet
- matching
- matematiikka
- asia
- kypsyys
- Saattaa..
- merkitys
- Meets
- Jäsenet
- henkinen
- Aineenvaihdunta
- ehkä
- malli
- mallintaminen
- mallit
- kk
- lisää
- eniten
- Luonnollinen
- luonto
- välttämättä
- tarvitaan
- Neutraali
- Uusi
- seuraava
- NIH
- Nro
- Melu
- Ilmoitus..
- numero
- numerot
- ravinto-
- Todennäköisyys
- of
- tarjotaan
- Tarjoukset
- usein
- on
- kerran
- ONE
- vain
- or
- tilata
- Muut
- Muuta
- meidän
- ulos
- Tulos
- kilpailua
- yli
- oma
- pari
- paria
- Panama
- Paperi
- osa
- erityisesti
- Kuvio
- kuviot
- ehkä
- aikoja
- jatkuu
- ilmiö
- kone
- Kasvit
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- Kohta
- väestö
- teho
- ennustaa
- ennusti
- Ennusteet
- aika
- voitolle
- aiemmin
- periaate
- etuoikeutettu
- Ongelma
- prosessi
- Prosessit
- tuottaa
- tuottaa
- tuottavat
- Tuotteemme
- Opettaja
- Edistyminen
- eteni
- laittaa
- Putting
- ominaisuuksia
- kysymys
- satunnainen
- satunnaisuuden
- HARVINAINEN
- hinta
- pikemminkin
- todellinen
- todellinen maailma
- realistinen
- Todellisuus
- ihan oikeesti
- reason
- kirjataan
- vähentää
- yhteys
- TOISTUVASTI
- lisääntyminen
- tutkimus
- Tutkijat
- Esittelymateriaalit
- tulokset
- oikein
- Rooli
- Said
- sama
- näki
- sanoa
- sanoo
- skaalaus
- Toinen
- nähdä
- siemenet
- näyttää
- näytti
- näyttää
- nähneet
- lähetetty
- setti
- Setit
- useat
- Seksuaalinen
- Jaa:
- yhteinen
- hän
- shouldnt
- merkittävä
- Signs
- samankaltainen
- yhtäläisyyksiä
- Yksinkertainen
- Koko
- koot
- So
- jonkin verran
- Joku
- jotain
- Lähteet
- Tila
- jänneväli
- jännevälien
- erityinen
- vakaa
- alkoi
- alkaa
- tilasto
- Vaihe
- Yhä
- taistelu
- opiskelija
- tutkittu
- opinnot
- onnistunut
- Onnistuneesti
- niin
- ehdottaa
- Ehdottaa
- hengissä
- keinuttaa
- järjestelmä
- ottaa
- joukkue-
- termi
- texas
- kuin
- että
- -
- maailma
- heidän
- Niitä
- sitten
- teoreettinen
- teoria
- Siellä.
- Nämä
- ne
- asiat
- ajatella
- tätä
- ne
- vaikka?
- tuhansia
- kolmella
- Kautta
- aika
- että
- yhdessä
- liian
- kohti
- perinteinen
- puu
- Puut
- totta
- todella
- kaksi
- UCLA
- taustalla oleva
- ymmärtäminen
- unique
- yliopisto
- University of California
- valloilleen
- asti
- us
- käyttämällä
- lajike
- versio
- Haavoittuva
- oli
- Tapa..
- tavalla
- we
- WebP
- HYVIN
- olivat
- Mitä
- kun
- onko
- joka
- vaikka
- KUKA
- miksi
- laajempi
- tulee
- with
- sisällä
- ilman
- Referenssit
- työskentely
- toimii
- maailman-
- olisi
- vuosi
- vuotta
- tuotto
- zephyrnet