מבוא
לפני יותר מארבעה עשורים, אקולוגים שדה יצאו לכמת את מגוון העצים בחלקה מיוערת באי בארו קולורדו בפנמה, אחד משטחי היער שנחקרו באינטנסיביות ביותר על פני כדור הארץ. הם התחילו לספור כל עץ עם גזע רחב מסנטימטר. הם זיהו את המין, מדדו את הגזעים וחישבו את הביומסה של כל פרט. הם הציבו סולמות במעלה העצים, בדקו שתילים ורשמו הכל גיליונות אלקטרוניים רחבי ידיים.
כשהם הסתכלו על הנתונים המצטברים שנה אחר שנה, הם התחילו להבחין במשהו מוזר בו. עם יותר מ-300 מינים, מגוון העצים באי הזעיר בן 15 קילומטרים רבועים היה מדהים. אבל גם תפוצת העצים בין המינים הללו הייתה סתומה מאוד, כאשר רוב העצים היו שייכים למינים בודדים בלבד.
מאז אותם מחקרים מוקדמים, דפוס ממולא מדי, מאוד לא אחיד, נראה שוב ושוב במערכות אקולוגיות ברחבי העולם, במיוחד ביערות גשם. האקולוג סטיבן האבל מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, שהיה חלק מהצוות מאחורי סקרי בארו קולורדו, מעריך שפחות מ-2% ממיני העצים באמזונס מהווים מחצית מכל העצים הבודדים, כלומר 98% מהמינים נדירים.
מגוון ביולוגי גבוה כל כך עף מול תחזיות שנעשו על ידי תיאוריה מובילה של אקולוגיה, שאומרת שבמערכת אקולוגית יציבה, כל נישה או תפקיד צריך להיות תפוס על ידי מין אחד. תורת נישה מצביע על כך שאין מספיק נישות כדי לאפשר לכל המינים שראו האקולוגים להתקיים ביציבות. תחרות על נישות בין מינים דומים הייתה צריכה לשלוח את הנדירות להכחדה.
חדש נייר דוגמנות אקולוגי in טבע by ג'יימס אודווייר ו קנת ג'ופס מאוניברסיטת אילינוי, אורבנה-שמפיין מסבירה לפחות חלק מהפער הזה. הם גילו שמינים שלכאורה אמורים להיות מתחרים ראש בראש יכולים לחלוק מערכת אקולוגית אם פרטים על תולדות חייהם - כמו כמה זמן הם חיים וכמה צאצאים יש להם - מסתדרים בצורה הנכונה. עבודתם גם עוזרת להסביר מדוע אחת הדרכים המוצלחות ביותר למודל אקולוגיות מגיעה לרוב לתוצאות מדויקות, למרות שהיא מבטלת כמעט את כל מה שאנו יודעים על אופן פעולת האורגניזמים.
מבוא
עוד בשנת 2001, המגוון הביולוגי הגבוה באופן פרדוקסלי באי בארו קולורדו נתן השראה להובל. להציע נישואין פורץ הדרך תיאוריה נייטרלית של אקולוגיה. תיאוריית האקולוגיה המסורתית הדגישה את התחרות על נישות בין מינים. אבל האבל ציין שייתכן שמינים לא באמת חשובים במשוואה הזו, כי למעשה, אנשים מתחרים על משאבים גם עם בני מינם. הוא הציע שדפוסי גיוון במערכות אקולוגיות עשויות להיות במידה רבה תוצרים של תהליכים אקראיים.
עבור תיאוריה שעסקה במגוון ביולוגי, התיאוריה הנייטרלית של האבל הייתה דלילה. היא התעלמה משונות בתקופת חיים, מוזרויות תזונתיות ופרטים אחרים שמבדילים בין מין אחד למשנהו. במודלים המבוססים על התיאוריה, כל פרט במערכת אקולוגית תיאורטית זהה. ברגע שהשעון מתחיל, המערכת האקולוגית מתפתחת בצורה סטוכסטית, כאשר פרטים מתחרים ומחליפים זה את זה באקראי. התיאוריה הייתה מנוגדת לחלוטין לגישות המבוססות על מינים לאקולוגיה, והיא עוררה ויכוחים נלהבים בקרב אקולוגים כי היא נראתה כל כך מנוגדת לאינטואיציה.
עם זאת, באופן מפתיע, ככל שההליכות האקראיות במודלים הנייטרליים התקדמו, הם שיחזרו מאפיינים מרכזיים של מה שראו האבל ועמיתיו בנתונים שלהם מהאי בארו קולורדו ומה שאחרים ראו במקומות אחרים. בדוגמנות הזו שכמעט מעוותת לא מכירה בהבדלים, יש הבזקים של העולם האמיתי.
המתח הזה בין הדוגמניות למציאות עניין את אודווייר מזמן. מדוע נראה היה שהתיאוריה הנייטרלית עובדת כל כך טוב? האם הייתה דרך להביא מידע על איך המינים מתפקדים כדי להשיג תוצאות שעשויות להיראות עוד יותר מציאותיות?
אחד הדברים שהופכים דוגמניות ניטרליות למושכות, אמר אודווייר, הוא שיש באמת אוניברסליות עמוקות בין יצורים חיים רבים. בעוד שמיני בעלי חיים אינם זהים, הם דומים להפליא ברמת, למשל, מערכת הדם. אותם מספרים הנוגעים לפיזיולוגיה צצים שוב ושוב אצל בעלי חיים וצמחים, ומשקפים אולי את המגבלות של ההיסטוריה האבולוציונית המשותפת שלהם. לפי עיקרון שנקרא חוק קלייבר, למשל, קצב חילוף החומרים של בעל חיים גדל בדרך כלל עם גודלו, קנה המידה הוא חוק כוח - אותו חוק כוח, ללא קשר למין. (הוצעו כמה תיאוריות לגבי הסיבה שחוק קלייבר נכון, אבל התשובה עדיין נתונה במחלוקת.)
בהתחשב בסימני הסדר הבסיסיים הללו, תהה אודווייר האם פרטים מסוימים של איך אורגניזמים חיים חשובים יותר מאחרים בקביעה עד כמה המינים יתחרו וישרדו לאורך זמן אבולוציוני. קח שוב את חילוף החומרים: אם ניתן לראות במערכת אקולוגית ביטוי לחילוף החומרים של תושביה, אז הגדלים של האורגניזמים הם מספרים מיוחדים ומשמעותיים. גודלו של אדם עשוי להיות שימושי יותר במודלים של גורלו לאורך זמן מכל מספר פרטים אחרים על תזונתו או זהות המין שלו.
אודווייר תהה האם אחד מאותם גורמים מכריעים ומיוחסים עשוי להיתפס על ידי היסטוריית החיים, מושג המשלב נתונים סטטיסטיים של מינים כמו מספר ממוצע של צאצאים, זמן עד לבגרות מינית ותוחלת חיים. דמיינו חלקה של 50 צמחים בודדים. לכל אחד יש תוחלת חיים משלו, דפוס רבייה משלו. לאחר שלושה חודשים, צמח אחד עשוי לייצר 100 זרעים, בעוד שצמח אחר דומה מייצר 88. אולי 80% מהזרעים שלהם ינבטו, וייצרו את הדור הבא, שיעבור גרסה משלו למחזור הזה. אפילו בתוך מין, מספר הצמחים הבודדים ישתנה, לפעמים במעט, לפעמים בהרבה, תופעה הנקראת רעש דמוגרפי. אם וריאציה זו היא אקראית, כדרך התיאוריה הנייטרלית של האבל, אילו דפוסים יצוצו במשך דורות עוקבים?
אודווייר ידע שהוא מצא מישהו שיכול לעזור לו לחקור את השאלה הזאת כשג'ופס הצטרף למעבדה שלו כסטודנט לתואר שני. ג'ופס חקר בעבר האם מודלים המשתמשים בתולדות חיים יכולים לחזות אם מין צמחים פגיע ישרוד או אם הוא בדרך החוצה. יחד, הם התחילו להמציא את המתמטיקה שתתאר מה קורה כאשר היסטוריית החיים פוגשת תחרות.
במודל של ג'ופס ואו'דווייר, כמו במודלים ניטרליים, הסטוכסטיות - השפעת גורמים אקראיים על אינטראקציות דטרמיניסטיות בין המינים - חשובה. אולם, תולדות החיים של מינים יכולים להגביר או להפחית את ההשפעות של אותה אקראיות. "היסטוריית החיים היא סוג של עדשה שדרכה פועל רעש דמוגרפי", אמר אודווייר.
כאשר החוקרים אפשרו למודל שלהם להתקדם בזמן, תוך שהם מעבירים כל פרט מדמה את קצביו, הם גילו שמינים מסוימים יכולים להתמיד זה לצד זה לתקופות ארוכות למרות שהם מתחרים על אותם משאבים. בהסתכלות עמוקה יותר על המספרים לצורך הסבר, מצאו ג'ופס ואודווייר שמונח מורכב שנקרא גודל אוכלוסיה יעיל נראה שימושי לתיאור סוג של השלמה שיכולה להתקיים בין מינים. זה כלל את העובדה שלמין יכול להיות תמותה גבוהה בנקודה אחת במחזור החיים שלו, ולאחר מכן תמותה נמוכה בשנייה, בעוד שלמין משלים עשויה להיות תמותה נמוכה בנקודה הראשונה ותמותה גבוהה בשנייה. ככל שהמונח הזה היה דומה יותר לשני מינים, כך גדל הסיכוי שזוג יוכל לחיות זה לצד זה למרות התחרות על מקום ותזונה.
"הם חווים רעש דמוגרפי באותה משרעת", אמר או'דווייר. "זה המפתח עבורם לחיות יחד זמן רב."
מבוא
החוקרים תהו האם דפוסים דומים שררו בעולם האמיתי. הם ציירו על ה מסד נתונים COMPADRE, שמכיל פרטים על אלפי מיני צמחים, פטריות וחיידקים שנאספו ממגוון מחקרים ומקורות, והם התאפסו על צמחים רב-שנתיים שחיו כולם יחד באותן חלקות מחקר. הם גילו שכפי שחזה המודל שלהם, למיני הצמחים שחיו יחד יש היסטוריות חיים תואמות: זוגות של מינים החיים באותה מערכת אקולוגית נוטים להיות משלימים יותר מזוגות שצוירו באקראי.
הממצאים מצביעים על דרכים שבהן מינים שאינם בהכרח בתחרות ישירה יכולים לעבוד היטב זה לצד זה מבלי להפעיל נישות שונות, אמר. אנט אוסטלינג, פרופסור לביולוגיה באוניברסיטת טקסס, אוסטין. "החלק הכי מגניב הוא שהם מדגישים שהרעיונות האלה... יכולים להתרחב למינים שהם די שונים אבל משלימים", אמרה.
ל וויליאם קונין, פרופסור לאקולוגיה באוניברסיטת לידס באנגליה, המאמר מציע סיבה אחת לכך שעולם הטבע, על כל מורכבותו, יכול להידמות למודל ניטרלי: לתהליכים אקולוגיים עשויה להיות דרך לבטל זה את זה, כך שמה שנראה כמו מגוון אינסופי יכול להיות תוצאה פשוטה שהוא תיאר כ"נייטרליות מתהווה". האבל, מצדו, מעריך את הרחבת עבודתו הראשונית. "זה מציע כמה מחשבות על איך להכליל מודלים ניטרליים, לצבוט אותם כדי להכניס קצת הבדלי מינים, להתרחב ולהתכווץ כדי לראות מה קורה לגיוון בקהילה המקומית", אמר.
עם זאת, זוהי רק נגיסה אחת מהבעיה של ההבנה כיצד המגוון הביולוגי נוצר ומדוע הוא נמשך. "באקולוגיה, אנו נאבקים בקשר בין דפוס לתהליך. תהליכים רבים ושונים יכולים לייצר את אותה דפוס", אמר אוסטלינג. אודווייר מקווה שבשנים הקרובות, נתונים נוספים על העולם האמיתי יכולים לעזור לחוקרים להבחין אם גודל אוכלוסיה יעיל מסוגל באופן עקבי להסביר דו-קיום.
קונין מקווה שהמאמר יתן השראה לאחרים להמשיך לעבוד עם רעיונות מהתיאוריה הנייטרלית. בתחום שבו התכונות הייחודיות של יחידים, ולא המשותף שלהם, נשלטות זה מכבר, התיאוריה הנייטרלית אילצה את האקולוגים להיות יצירתיים. "זה הוציא אותנו מהתלים הנפשיים שלנו וגרם לנו לחשוב אילו דברים באמת חשובים", אמר.
האבל, ששחרר תיאוריה נייטרלית על אקולוגיה לפני שנים רבות כל כך, תוהה האם מערכי נתונים עצומים באמת על יערות אמיתיים יכולים להניב את סוג הפרטים הדרושים כדי להבהיר את הקשר בין היסטוריית החיים למגוון הביולוגי. "זה סוג הבנייה על תיאוריה נייטרלית שקיוויתי שיקרה", אמר על המאמר החדש. "אבל זה רק צעד קטן לקראת הבנת הגיוון באמת."
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
- מקור: https://www.quantamagazine.org/the-key-to-species-diversity-may-be-in-their-similarities-20230626/
- :יש ל
- :הוא
- :לֹא
- :איפה
- ][עמ'
- $ למעלה
- 100
- 2%
- 2001
- 50
- a
- יכול
- אודות
- AC
- פי
- חֶשְׁבּוֹן
- מדויק
- לאחר
- שוב
- לִפנֵי
- תעשיות
- בַּצַד
- גם
- אמזון בעברית
- בין
- an
- ו
- אנג'לס
- בעלי חיים
- בעלי חיים
- אחר
- לענות
- כל
- מושך
- גישות
- ARE
- סביב
- מגיע
- AS
- At
- אוסטין
- מְמוּצָע
- תִינוֹק
- מבוסס
- BE
- כי
- היה
- החל
- מאחור
- בֵּין
- ביולוגיה
- קצת
- להביא
- בִּניָן
- אבל
- by
- מחושב
- קליפורניה
- נקרא
- CAN
- נתפס
- מסוים
- יותר ברור
- שעון
- מקרוב
- עמיתים
- קולורדו
- משלב
- מגיע
- קהילה
- להתחרות
- מתחרה
- תחרות
- מתחרים
- משלימה
- לחלוטין
- מורכב
- מורכבות
- מושג
- אילוצים
- קבלנות
- יכול
- ספירה
- יְצִירָתִי
- יבול
- מכריע
- מחזור
- נתונים
- ערכות נתונים
- דיון
- עשרות שנים
- עמוק יותר
- דמוגרפי
- לתאר
- מְתוּאָר
- למרות
- פרט
- פרטים
- קביעה
- DID
- דִיאֵטָה
- ההבדלים
- אחר
- ישיר
- גילה
- אי התאמה
- מובהק
- לְהַבחִין
- הפצה
- גיוון
- נמשך
- כל אחד
- מוקדם
- אֵקוֹלוֹגִי
- המערכת האקולוגית
- מערכות אקולוגיות
- השפעה
- אפקטיבי
- תופעות
- במקום אחר
- לצאת
- לאפשר
- כמוס
- אין סופי
- אַנְגלִיָה
- מספיק
- הערכות
- אֲפִילוּ
- כל
- מתפתח
- דוגמה
- להתקיים
- הרחבת
- הרחבה
- ניסיון
- להסביר
- מסביר
- הסבר
- לחקור
- ביטוי
- להאריך
- הכחדה
- פָּנִים
- עובדה
- גורמים
- גורל
- תכונות
- מעטים
- שדה
- ממצאים
- ראשון
- בעד
- יער
- מצא
- ארבע
- החל מ-
- פונקציה
- בדרך כלל
- דור
- דורות
- לקבל
- Go
- בוגר
- פורץ דרך
- היה
- חצי
- פטיש
- לקרות
- קורה
- יש
- he
- בִּכְבֵדוּת
- הוחזק
- לעזור
- עוזר
- גָבוֹהַ
- הדגשה
- מאוד
- לו
- שֶׁלוֹ
- היסטוריה
- מקווה
- מקווה
- בתים
- איך
- איך
- אולם
- http
- HTTPS
- i
- רעיונות
- זהה
- מזוהה
- זהות
- if
- אילינוי
- תמונה
- עָצוּם
- חשוב
- in
- עליות
- בנפרד
- אנשים
- להשפיע
- מידע
- בתחילה
- לעורר
- השראה
- יחסי גומלין
- מעוניין
- אל תוך
- אי
- IT
- שֶׁלָה
- הצטרף
- רק
- רק אחד
- שמור
- מפתח
- סוג
- לדעת
- מעבדה
- במידה רבה
- חוק
- מוביל
- הכי פחות
- פחות
- רמה
- החיים
- כמו
- סביר
- קו
- קְצָת
- לחיות
- חי
- מקומי
- ארוך
- הרבה זמן
- נראה
- נראה
- הסתכלות
- ה
- לוס אנג'לס
- מגרש
- נמוך
- עשוי
- מגזין
- לעשות
- דרך
- רב
- תואם
- מתמטיקה
- דבר
- בגרות
- מאי..
- משמעות
- פוגשת
- להרשם/להתחבר
- נפשי
- מטבוליזם
- יכול
- מודל
- דוגמנות
- מודלים
- חודשים
- יותר
- רוב
- טבעי
- טבע
- בהכרח
- נחוץ
- נטרל
- חדש
- הבא
- NIH
- לא
- רעש
- הודעה..
- מספר
- מספרים
- תזונתי
- קטטה
- of
- מוצע
- המיוחדות שלנו
- לעתים קרובות
- on
- פעם
- ONE
- רק
- or
- להזמין
- אחר
- אחרים
- שלנו
- הַחוּצָה
- תוֹצָאָה
- מתחרה
- יותר
- שֶׁלוֹ
- זוג
- זוגות
- פנמה
- מאמר
- חלק
- במיוחד
- תבנית
- דפוסי
- אוּלַי
- תקופות
- נמשכת
- תופעה
- כוכב לכת
- צמחים
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- נקודה
- אוכלוסייה
- כּוֹחַ
- לחזות
- חזה
- התחזיות
- יפה
- שררה
- קוֹדֶם
- עקרון
- חסוי
- בעיה
- תהליך
- תהליכים
- לייצר
- ייצור
- הפקת
- מוצרים
- פרופסור
- התקדמות
- התקדם
- גם
- מכניס
- תכונות
- שאלה
- אקראי
- אקראי
- נדיר
- ציון
- במקום
- ממשי
- עולם אמיתי
- מציאותי
- מציאות
- בֶּאֱמֶת
- טעם
- מוקלט
- להפחית
- קשר
- שוב ושוב
- שעתוק
- מחקר
- חוקרים
- משאבים
- תוצאות
- תקין
- תפקיד
- אמר
- אותו
- ראה
- לומר
- אומר
- דרוג
- שְׁנִיָה
- לִרְאוֹת
- זרעים
- נראה
- נראה
- נראה
- לראות
- נשלח
- סט
- סטים
- כמה
- מיני
- שיתוף
- משותף
- היא
- צריך
- משמעותי
- שלטים
- דומה
- הדמיון
- פָּשׁוּט
- מידה
- גדל
- So
- כמה
- מישהו
- משהו
- מקורות
- מֶרחָב
- משך
- משתרע
- מיוחד
- יציב
- החל
- התחלות
- סטטיסטיקה
- שלב
- עוד
- מַאֲבָק
- סטודנט
- מְחוֹשָׁב
- מחקרים
- מוצלח
- בהצלחה
- כזה
- להציע
- מציע
- לשרוד
- להתנדנד
- מערכת
- לקחת
- נבחרת
- טווח
- טקסס
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- העולם
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- אז
- תיאורטי
- התאוריה
- שם.
- אלה
- הֵם
- דברים
- לחשוב
- זֶה
- אלה
- אם כי?
- אלפים
- שְׁלוֹשָׁה
- דרך
- זמן
- ל
- יַחַד
- גַם
- לקראת
- מסורתי
- עץ
- עצים
- נָכוֹן
- באמת
- שתיים
- UCLA
- בְּסִיסִי
- הבנה
- ייחודי
- אוניברסיטה
- אוניברסיטת קליפורניה
- שוחרר
- עד
- us
- באמצעות
- מגוון
- גרסה
- פגיע
- היה
- דֶרֶך..
- דרכים
- we
- webp
- טוֹב
- היו
- מה
- מתי
- אם
- אשר
- בזמן
- מי
- למה
- רחב יותר
- יצטרך
- עם
- בתוך
- לְלֹא
- תיק עבודות
- עובד
- עובד
- עוֹלָם
- היה
- שנה
- שנים
- תְשׁוּאָה
- זפירנט