Bevezetés
Több mint négy évtizeddel ezelőtt a terepi ökológusok arra vállalkoztak, hogy számszerűsítsék a fák sokféleségét a panamai Barro Colorado-szigeten, amely a bolygó egyik legintenzívebben tanulmányozott erdőterülete, egy erdős parcellán. Elkezdtek számolni minden fát, amelynek törzse egy centiméternél szélesebb. Meghatározták a fajokat, megmérték a törzset és kiszámították az egyes egyedek biomasszáját. Létrákat raktak fel a fákra, megvizsgálták a facsemetéket, és mindezt feljegyezték szétterülő táblázatok.
Ahogy nézték az évről évre felhalmozódó adatokat, valami furcsaságot kezdtek észrevenni benne. Az apró, 300 négyzetkilométeres szigeten több mint 15 fafajtával a fa sokfélesége megdöbbentő volt. De a fák e fajok közötti eloszlása is erősen ferde volt, a legtöbb fa csak néhány fajhoz tartozott.
A korai tanulmányok óta ezt a túlzsúfolt, rendkívül egyenetlen mintát többször is megfigyeltek az ökoszisztémákban szerte a világon, különösen az esőerdőkben. Az ökológus Stephen Hubbell A Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem munkatársa, aki a Barro Colorado felmérések mögött álló csapat tagja volt, becslése szerint az Amazonas fafajainak kevesebb mint 2%-a teszi ki az összes fafajtát, ami azt jelenti, hogy a fajok 98%-a ritkák.
Az ilyen magas biológiai sokféleség szembeszáll az ökológia vezető elméletének előrejelzéseivel, amely szerint egy stabil ökoszisztémában minden rést vagy szerepet egy fajnak kell betöltenie. Niche elmélet azt sugallja, hogy nincs elég fülke ahhoz, hogy az ökológusok által látott összes faj stabilan létezhessen. A hasonló fajok közötti versengés a ritkaságok kipusztulásához kellett volna.
Egy új ökológiai modellező papír in Természet by James O'Dwyer és a Kenneth Jops az Illinoisi Egyetem Urbana-Champaign munkatársa legalább egy részét megmagyarázza ennek az eltérésnek. Azt találták, hogy a fajok, amelyeknek látszólag fej-fej mellett versenytársaknak kellene lenniük, megoszthatnak egy ökoszisztémát, ha élettörténetük részletei – például meddig élnek és hány utód van – a megfelelő módon illeszkednek egymáshoz. Munkájuk azt is segít megmagyarázni, hogy az ökológiák modellezésének egyik legsikeresebb módja miért jut gyakran pontos eredményre, jóllehet szinte mindent elhallgat, amit az organizmusok működéséről tudunk.
Bevezetés
2001-ben a Barro Colorado-sziget paradox módon magas biodiverzitása ihlette meg Hubbellt javasolni az úttörő semleges ökológia elmélet. A hagyományos ökológiai elmélet a fajok közötti versenyt hangsúlyozta a résekért. De Hubbell rámutatott arra, hogy a fajok nem feltétlenül számítanak ebben az egyenletben, mert valójában az egyedek versenyeznek az erőforrásokért a saját fajuk tagjaival is. Felvetette, hogy az ökoszisztémák sokféleségének mintázatai nagyrészt véletlenszerű folyamatok termékei lehetnek.
A biológiai sokféleséggel foglalkozó elmélet esetében Hubbell semleges elmélete ritka volt. Figyelmen kívül hagyta az élettartam változásait, a táplálkozási sajátosságokat és más olyan részleteket, amelyek megkülönböztetik az egyik fajt a másiktól. Az elméleten alapuló modellekben egy elméleti ökoszisztémában minden egyed azonos. Amint az óra elindul, az ökoszisztéma sztochasztikusan fejlődik, az egyedek versenyeznek és véletlenszerűen helyettesítik egymást. Az elmélet teljesen ellentmondott az ökológia fajalapú megközelítéseinek, és indulatos vitát váltott ki az ökológusok között, mert annyira ellentétesnek tűnt.
Meglepő módon azonban a semleges modellek véletlenszerű sétái előrehaladtával reprodukálták annak kulcsfontosságú jellemzőit, amit Hubbell és kollégái láttak a Barro Colorado-szigetről származó adataikban, és amit mások máshol láttak. Ebben a modellezésben, amely szinte perverz módon nem ismer el különbségeket, a való világ felvillanásai vannak.
A modellek és a valóság közötti feszültség régóta foglalkoztatja O'Dwyert. Miért tűnt úgy, hogy a semleges elmélet olyan jól működik? Volt mód a fajok működésére vonatkozó információk beszerzésére, hogy még reálisabb eredményeket kapjunk?
O'Dwyer szerint az egyik dolog, ami vonzóvá teszi a semleges modelleket, az az, hogy valóban vannak mély univerzalitások sok élőlény között. Bár az állatfajok nem azonosak, feltűnően hasonlóak mondjuk a keringési rendszer szintjén. Ugyanezek a számok a fiziológiával kapcsolatban újra és újra előkerülnek az állatok és a növények esetében, ami talán a közös evolúciós történetük korlátait tükrözi. A Kleiber-törvénynek nevezett elv szerint például egy állat anyagcsere-sebessége általában a méretével együtt növekszik, skálázva hatványtörvényként – ugyanaz a hatványtörvény, fajtól függetlenül. (Számos elmélet született arról, hogy miért igaz Kleiber törvénye, de a válasz még mindig vita tárgyát képezi.)
Tekintettel a mögöttes rend jeleire, O'Dwyer azon töprengett, vajon az organizmusok életvitelének egyes részletei fontosabbak-e, mint mások annak meghatározásában, hogy a fajok milyen sikeresen fognak versenyezni és túlélni az evolúciós idők során. Vegyük újra az anyagcserét: Ha egy ökoszisztémát úgy tekinthetünk, mint a lakói anyagcseréjének kifejeződését, akkor az élőlények mérete különleges, jelentős számok. Az egyed mérete hasznosabb lehet sorsának időbeli modellezésében, mint az étrendjével vagy a faji azonosságával kapcsolatos bármely más részlet.
O'Dwyer azon töprengett, vajon ezeknek a döntő fontosságú, kiváltságos tényezőknek az egyikét megragadhatja-e az élettörténet, ez a fogalom, amely egyesíti a fajokra vonatkozó statisztikákat, például az utódok átlagos számát, az ivarérettségig eltelt időt és az élettartamot. Képzeljen el egy 50 különálló növényből álló telket. Mindegyiknek megvan a maga élettartama, saját szaporodási mintája. Három hónap elteltével az egyik növény 100 magot, míg egy másik hasonló 88 magot termel. Lehet, hogy magjainak 80%-a kicsírázik, létrehozva a következő generációt, amely ennek a ciklusnak a saját változatán megy keresztül. Még egy fajon belül is változik az egyes növények száma, néha kicsit, néha nagyon, ezt a jelenséget demográfiai zajnak nevezik. Ha ez a változás véletlenszerű, Hubbell semleges elméletének módjára, milyen minták jelennek meg az egymást követő generációk során?
O'Dwyer tudta, hogy talált valakit, aki segíthet neki feltárni ezt a kérdést, amikor Jops végzős hallgatóként csatlakozott a laborjához. Jops korábban azt tanulmányozta, hogy az élettörténeteket használó modellek megjósolhatják-e, hogy egy sérülékeny növényfaj túléli-e, vagy éppen kifelé tart. Együtt elkezdték kidolgozni azt a matematikát, amely leírná, mi történik, ha az élettörténet és a versengés találkozik.
Jops és O'Dwyer modelljében, akárcsak a semleges modellekben, a sztochaszticitás – a véletlenszerű tényezők hatása a fajok közötti determinisztikus kölcsönhatásokra – fontos. A fajok élettörténete azonban felerősítheti vagy csökkentheti ennek a véletlenszerűségnek a hatásait. „Az élettörténet egyfajta lencse, amelyen keresztül működik a demográfiai zaj” – mondta O'Dwyer.
Amikor a kutatók lehetővé tették modelljük előrehaladását az idő múlásával, minden szimulált egyedet végigkísérve a saját tempóján, azt találták, hogy bizonyos fajok hosszú ideig fennmaradhatnak egymás mellett, még akkor is, ha ugyanazon erőforrásokért versengenek. A számok mélyebbre ható magyarázata érdekében Jops és O'Dwyer úgy találta, hogy az effektív populációméretnek nevezett összetett kifejezés hasznosnak tűnik egyfajta komplementaritás leírására, amely a fajok között létezhet. Magába foglalta azt a tényt, hogy egy fajnak életciklusának egy pontján magas mortalitása lehet, majd egy másik pontján alacsony, míg egy kiegészítő fajnak az első pontban alacsony, a másodikban pedig magas mortalitású lehet. Minél hasonlóbb volt ez a kifejezés két fajra, annál valószínűbb, hogy egy pár egymás mellett élhet annak ellenére, hogy a helyért és a táplálkozásért verseng.
"A demográfiai zajt azonos amplitúdóval tapasztalják" - mondta O'Dwyer. "Ez a kulcs ahhoz, hogy hosszú ideig együtt éljenek."
Bevezetés
A kutatók arra voltak kíváncsiak, vajon hasonló minták uralkodnak-e a való világban. Rajzoltak a COMPADRE adatbázis, amely több ezer növény-, gomba- és baktériumfaj adatait tartalmazza, amelyeket különféle tanulmányokból és forrásokból gyűjtöttek össze, és nullázták azokat az évelő növényeket, amelyek mind együtt éltek ugyanazon a kutatási parcellán. Felfedezték, hogy amint azt modelljük megjósolta, az együtt élő növényfajok élettörténete szorosan megegyezik: az ugyanabban az ökoszisztémában élő fajpárok általában jobban kiegészítik egymást, mint a véletlenszerűen összeállított párok.
Az eredmények arra utalnak, hogy a nem feltétlenül közvetlen versenyben álló fajok jól működhetnének egymás mellett anélkül, hogy különálló réseket idéznének elő. Annette Ostling, az austini Texasi Egyetem biológiaprofesszora. „A legmenőbb az, hogy rávilágítanak arra, hogy ezek az ötletek… olyan fajokra is kiterjedhetnek, amelyek meglehetősen eltérőek, de kiegészítik egymást” – mondta.
Nak nek Vilmos Kunin, az angliai Leedsi Egyetem ökológia professzora, a cikk felvázolja az egyik okot, amiért a természeti világ – minden összetettsége ellenére – semleges modellhez hasonlíthat: Az ökológiai folyamatoknak lehet egy módja annak, hogy kioltsák egymást, így az, aminek látszik. mint a végtelen változatosságnak egyszerű következménye lehet, amit „feltörekvő semlegességnek” írt le. Hubbell a maga részéről nagyra értékeli kezdeti munkájának kiterjesztését. „Néhány gondolatot kínál arra vonatkozóan, hogyan lehet általánosítani a semleges modelleket, módosítani rajtuk, hogy egy kis faji különbségeket is figyelembe vegyenek, bővítve és összehúzva, hogy meglássuk, mi történik a sokszínűséggel egy helyi közösségben” – mondta.
Ez csak egy falat abból a problémából, hogy megértsük, hogyan keletkezik a biológiai sokféleség, és miért marad fenn. „Az ökológiában a minta és a folyamat kapcsolatával küzdünk. Sok különböző folyamat képes ugyanazt a mintát előállítani” – mondta Ostling. O'Dwyer reméli, hogy az elkövetkező években több, a valós világra vonatkozó adat segíthet a kutatóknak annak megállapításában, hogy a népesség tényleges mérete következetesen képes-e megmagyarázni az együttélést.
Kunin reméli, hogy az újság másokat is arra ösztönöz majd, hogy továbbra is a semleges elmélet ötleteivel dolgozzanak. Egy olyan területen, ahol az egyének egyedi tulajdonságai, nem pedig a közös vonásaik, régóta dominálnak, a semleges elmélet kreatívra kényszerítette az ökológusokat. „Ez kizökkentett minket a mentális kerékvágásból, és elgondolkodtatott, hogy melyek azok a dolgok, amelyek igazán számítanak” – mondta.
Hubbell, aki oly sok évvel ezelőtt felszabadította az ökológiáról szóló semleges elméletet, azon töpreng, vajon a valódi erdőkről szóló, valóban hatalmas adathalmazok képesek-e olyan részletességgel szolgálni, amely az élettörténet és a biodiverzitás közötti kapcsolat tisztázásához szükséges. „Ez az a fajta semleges elméletre építés, amelyről azt reméltem, hogy meg fog történni” – mondta az új lapról. "De ez csak egy kis lépés a sokszínűség valódi megértéséhez."
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Autóipar / elektromos járművek, Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- BlockOffsets. A környezetvédelmi ellentételezési tulajdon korszerűsítése. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://www.quantamagazine.org/the-key-to-species-diversity-may-be-in-their-similarities-20230626/
- :van
- :is
- :nem
- :ahol
- ][p
- $ UP
- 100
- 2%
- 2001
- 50
- a
- Képes
- Rólunk
- AC
- Szerint
- Fiók
- pontos
- Után
- újra
- Augusztus
- Minden termék
- mellett
- Is
- amazon
- között
- an
- és a
- Angeles
- állat
- állatok
- Másik
- válasz
- bármilyen
- tetszetős
- megközelít
- VANNAK
- körül
- érkezik
- AS
- At
- Austin
- átlagos
- Baba
- alapján
- BE
- mert
- óta
- kezdődött
- mögött
- között
- biológia
- Bit
- hoz
- Épület
- de
- by
- számított
- Kalifornia
- hívott
- TUD
- rögzített
- bizonyos
- világosabb
- óra
- szorosan
- munkatársai
- Colorado
- kombájnok
- érkező
- közösség
- versenyez
- versengő
- verseny
- versenytársak
- kiegészítő
- teljesen
- bonyolult
- bonyolultság
- koncepció
- korlátok
- szerződéskötés
- tudott
- számolás
- Kreatív
- termés
- kritikus
- ciklus
- dátum
- adatkészletek
- vita
- évtizedek
- mélyebb
- demográfiai
- leírni
- leírt
- Ellenére
- részlet
- részletek
- meghatározó
- DID
- Diéta
- különbségek
- különböző
- közvetlen
- felfedezett
- eltérés
- különböző
- különbséget tesz
- terjesztés
- Sokféleség
- húzott
- minden
- Korai
- Ökológiai
- ökoszisztéma
- ökoszisztémák
- hatás
- Hatékony
- hatások
- máshol
- felmerül
- lehetővé
- tokozott
- Végtelen
- Anglia
- elég
- becslések
- Még
- Minden
- fejlődik
- példa
- létezik
- bővülő
- terjeszkedés
- tapasztalat
- Magyarázza
- Elmagyarázza
- magyarázat
- feltárása
- kifejezés
- terjed
- kihalás
- Arc
- tény
- tényezők
- sors
- Jellemzők
- kevés
- mező
- megállapítások
- vezetéknév
- A
- erdő
- talált
- négy
- ból ből
- funkció
- általában
- generáció
- generációk
- kap
- Go
- diplomás
- úttörő
- kellett
- fél
- kalapács
- történik
- megtörténik
- Legyen
- he
- súlyosan
- hős
- segít
- segít
- Magas
- kiemelve
- nagyon
- őt
- övé
- történelem
- reméli,
- remélve
- házak
- Hogyan
- How To
- azonban
- http
- HTTPS
- i
- ötletek
- identiques
- azonosított
- Identitás
- if
- Illinois
- kép
- óriási
- fontos
- in
- Növeli
- egyéni
- egyének
- befolyás
- információ
- kezdetben
- inspirál
- inspirálta
- kölcsönhatások
- érdekelt
- bele
- sziget
- IT
- ITS
- csatlakozott
- éppen
- csak egy
- Tart
- Kulcs
- Kedves
- Ismer
- labor
- nagymértékben
- Törvény
- vezető
- legkevésbé
- kevesebb
- szint
- élet
- mint
- Valószínű
- vonal
- kis
- él
- élő
- helyi
- Hosszú
- hosszú idő
- néz
- nézett
- keres
- az
- Los Angeles
- Sok
- Elő/Utó
- készült
- magazin
- csinál
- mód
- sok
- egyező
- matematikai
- Anyag
- érettség
- Lehet..
- jelenti
- Megfelel
- Partnerek
- szellemi
- Anyagcsere
- esetleg
- modell
- modellezés
- modellek
- hónap
- több
- a legtöbb
- Természetes
- Természet
- szükségszerűen
- szükséges
- Semleges
- Új
- következő
- NIH
- nem
- Zaj
- Értesítés..
- szám
- számok
- táplálkozási
- Esély
- of
- felajánlott
- Ajánlatok
- gyakran
- on
- egyszer
- ONE
- csak
- or
- érdekében
- Más
- Egyéb
- mi
- ki
- Eredmény
- versenyben maradó
- felett
- saját
- pár
- párok
- Panama
- Papír
- rész
- különösen
- Mintás
- minták
- talán
- időszakok
- fennáll
- jelenség
- bolygó
- Telephelyek (Plants)
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- pont
- népesség
- hatalom
- előre
- jósolt
- Tippek
- szép
- érvényesült
- korábban
- alapelv
- kiváltságos
- Probléma
- folyamat
- Folyamatok
- gyárt
- termel
- termelő
- Termékek
- Egyetemi tanár
- Haladás
- haladt
- tesz
- elhelyezés
- tulajdonságok
- kérdés
- véletlen
- véletlenszerűség
- RITKA
- Arány
- Inkább
- igazi
- való Világ
- valószerű
- Valóság
- tényleg
- ok
- feljegyzett
- csökkenteni
- kapcsolat
- TÖBBSZÖR
- reprodukció
- kutatás
- kutatók
- Tudástár
- Eredmények
- jobb
- Szerep
- Mondott
- azonos
- látta
- azt mondják
- azt mondja,
- skálázás
- Második
- lát
- magok
- látszik
- Úgy tűnt
- Úgy tűnik,
- látott
- küldött
- készlet
- Szettek
- számos
- Szexuális
- Megosztás
- megosztott
- ő
- kellene
- jelentős
- Jelek
- hasonló
- hasonlóságok
- Egyszerű
- Méret
- méretek
- So
- néhány
- Valaki
- valami
- Források
- Hely
- arasz
- ível
- speciális
- stabil
- kezdődött
- kezdődik
- statisztika
- Lépés
- Még mindig
- Küzdelem
- diák
- tanult
- tanulmányok
- sikeres
- sikeresen
- ilyen
- javasol
- javasolja,
- túlélni
- Inog, befolyás
- rendszer
- Vesz
- csapat
- kifejezés
- Texas
- mint
- hogy
- A
- a világ
- azok
- Őket
- akkor
- elméleti
- elmélet
- Ott.
- Ezek
- ők
- dolgok
- Szerintem
- ezt
- azok
- bár?
- ezer
- három
- Keresztül
- idő
- nak nek
- együtt
- is
- felé
- hagyományos
- fa
- Fák
- igaz
- valóban
- kettő
- UCLA
- mögöttes
- megértés
- egyedi
- egyetemi
- University of California
- elszabadult
- -ig
- us
- segítségével
- fajta
- változat
- Sebezhető
- volt
- Út..
- módon
- we
- webp
- JÓL
- voltak
- Mit
- amikor
- vajon
- ami
- míg
- WHO
- miért
- szélesebb
- lesz
- val vel
- belül
- nélkül
- Munka
- dolgozó
- művek
- világ
- lenne
- év
- év
- Hozam
- zephyrnet