Predstavitev
Pred več kot štirimi desetletji so se terenski ekologi odločili kvantificirati raznolikost dreves na gozdnati parceli na otoku Barro Colorado v Panami, enem najbolj intenzivno raziskanih gozdov na planetu. Začeli so šteti vsako drevo, katerega deblo je širše od centimetra. Določili so vrsto, izmerili debla in izračunali biomaso vsakega posameznika. Na drevesa so postavili lestve, pregledali sadike in vse to zabeležili obsežne preglednice.
Ko so opazovali podatke, ki so se kopičili iz leta v leto, so v njih začeli opažati nekaj čudnega. Z več kot 300 vrstami je bila drevesna raznolikost na majhnem 15 kvadratnih kilometrov velikem otoku osupljiva. Toda porazdelitev dreves med temi vrstami je bila tudi močno enostranska, saj je večina dreves pripadala le nekaj vrstam.
Od teh zgodnjih študij je bil ta prenatrpan, zelo neenakomeren vzorec večkrat opažen v ekosistemih po vsem svetu, zlasti v deževnih gozdovih. Ekologinja Stephen Hubbell s kalifornijske univerze v Los Angelesu, ki je bil del ekipe, ki stoji za raziskavami Barro Colorado, ocenjuje, da manj kot 2 % drevesnih vrst v Amazoniji predstavlja polovico vseh posameznih dreves, kar pomeni, da 98 % vrst so redki.
Tako velika biotska raznovrstnost je v nasprotju z napovedmi vodilne teorije ekologije, ki pravi, da mora v stabilnem ekosistemu vsako nišo ali vlogo zasedati ena vrsta. Teorija niš nakazuje, da ni dovolj niš, ki bi omogočile stabilen obstoj vseh vrst, ki so jih videli ekologi. Tekmovanje v nišah med podobnimi vrstami bi moralo redkosti poslati v izumrtje.
Novo ekološki papir za modeliranje in Narava by James O'Dwyer in Kenneth Jops z Univerze Illinois, Urbana-Champaign pojasnjuje vsaj del te razlike. Ugotovili so, da si lahko vrste, ki bi si morale navidezno nasprotovati med seboj, delijo ekosistem, če se podrobnosti o njihovi življenjski zgodovini – na primer, kako dolgo živijo in koliko potomcev imajo – ujemajo na pravi način. Njihovo delo prav tako pomaga razložiti, zakaj eden najuspešnejših načinov modeliranja ekologije pogosto doseže natančne rezultate, čeprav zamolči skoraj vse, kar vemo o delovanju organizmov.
Predstavitev
Leta 2001 je paradoksalno visoka biotska raznovrstnost na otoku Barro Colorado navdihnila Hubbella zaprositi prelomni nevtralna teorija ekologije. Tradicionalna ekološka teorija je poudarjala tekmovanje za niše med vrstami. Toda Hubbell je poudaril, da vrste v tej enačbi morda res niso pomembne, ker posamezniki pravzaprav tekmujejo za vire tudi s pripadniki svoje vrste. Predlagal je, da so lahko vzorci raznolikosti v ekosistemih večinoma produkti naključnih procesov.
Za teorijo, ki se je ukvarjala z biotsko raznovrstnostjo, je bila Hubbellova nevtralna teorija redka. Zanemarila je razlike v življenjski dobi, prehranske posebnosti in druge podrobnosti, po katerih se ena vrsta razlikuje od druge. V modelih, ki temeljijo na teoriji, je vsak posameznik v teoretičnem ekosistemu enak. Ko se ura začne, se ekosistem razvija stohastično, pri čemer posamezniki naključno tekmujejo in nadomeščajo drug drugega. Teorija je bila v popolnem nasprotju s pristopi k ekologiji, ki temeljijo na vrstah, in je izzvala vneto razpravo med ekologi, ker se je zdela tako kontraintuitivna.
Vendar pa je presenetljivo, ko so naključni sprehodi v nevtralnih modelih napredovali, reproducirali ključne značilnosti tega, kar so Hubbell in njegovi kolegi videli v svojih podatkih z otoka Barro Colorado in kar so drugi videli drugje. V tem modeliranju, ki skoraj sprevrženo ne priznava nobenih razlik, so prebliski resničnega sveta.
Ta napetost med modeli in realnostjo že dolgo zanima O'Dwyerja. Zakaj se zdi, da nevtralna teorija deluje tako dobro? Ali je obstajal način, kako prinesti informacije o tem, kako vrste delujejo, da bi dobili rezultate, ki bi morda izgledali še bolj realistični?
Ena od stvari, zaradi katerih so nevtralni modeli privlačni, je dejal O'Dwyer, je, da res obstajajo globoke univerzalnosti med mnogimi živimi bitji. Čeprav živalske vrste niso enake, so si izjemno podobne na ravni, recimo, krvožilnega sistema. Enake številke v zvezi s fiziologijo se znova in znova pojavljajo pri živalih in rastlinah, kar morda odraža omejitve njihove skupne evolucijske zgodovine. V skladu z načelom, imenovanim Kleiberjev zakon, se na primer hitrost presnove živali na splošno povečuje z njeno velikostjo in se spreminja kot potenčni zakon – isti potenčni zakon, ne glede na vrsto. (Ponujenih je bilo več teorij o tem, zakaj je Kleiberjev zakon resničen, vendar se o odgovoru še vedno razpravlja.)
Glede na te znake osnovnega reda se je O'Dwyer spraševal, ali so nekatere podrobnosti o tem, kako živijo organizmi, pomembnejše od drugih pri določanju, kako uspešno bodo vrste tekmovale in preživele skozi evolucijski čas. Ponovno vzemimo metabolizem: Če lahko na ekosistem gledamo kot na izraz metabolizma njegovih prebivalcev, potem so velikosti organizmov posebne, pomembne številke. Velikost posameznika je lahko bolj uporabna pri modeliranju njegove usode skozi čas kot katere koli druge podrobnosti o njegovi prehrani ali identiteti vrste.
O'Dwyer se je spraševal, ali bi enega od teh ključnih, privilegiranih dejavnikov lahko zajel življenjska zgodovina, koncept, ki združuje statistične podatke o vrsti, kot je povprečno število potomcev, čas do spolne zrelosti in življenjska doba. Predstavljajte si parcelo s 50 posameznimi rastlinami. Vsak ima svojo življenjsko dobo, svoj vzorec razmnoževanja. Po treh mesecih lahko ena rastlina proizvede 100 semen, druga podobna pa 88. Morda bo 80 % njihovih semen vzklilo in ustvarilo naslednjo generacijo, ki bo šla skozi svojo različico tega cikla. Celo znotraj vrste se bo število posameznih rastlin razlikovalo, včasih za malo, včasih za veliko, kar se imenuje demografski šum. Če je ta sprememba naključna, na način Hubbellove nevtralne teorije, kakšni vzorci se bodo pojavili v naslednjih generacijah?
O'Dwyer je vedel, da je našel nekoga, ki bi mu lahko pomagal raziskati to vprašanje, ko se je Jops kot podiplomski študent pridružil njegovemu laboratoriju. Jops je pred tem preučeval, ali lahko modeli, ki uporabljajo življenjske zgodovine, napovedujejo, ali bo ranljiva rastlinska vrsta preživela ali če je na poti ven. Skupaj sta začela kovati matematiko, ki bi opisala, kaj se zgodi, ko se zgodovina življenja sreča s konkurenco.
V Jopsovem in O'Dwyerjevem modelu je, tako kot v nevtralnih modelih, pomembna stohastičnost - vpliv naključnih dejavnikov na deterministične interakcije med vrstami. Življenjske zgodovine vrst pa lahko povečajo ali zmanjšajo učinke te naključnosti. "Življenjska zgodovina je neke vrste leča, skozi katero deluje demografski hrup," je dejal O'Dwyer.
Ko so raziskovalci dovolili, da je njihov model napredoval skozi čas in vsakega simuliranega posameznika postavil skozi njegov korak, so ugotovili, da lahko nekatere vrste vztrajajo druga poleg druge dolgo časa, čeprav tekmujejo za iste vire. Ko sta Jops in O'Dwyer pogledala globlje v številke za razlago, sta ugotovila, da se zdi kompleksen izraz, imenovan efektivna velikost populacije, koristen za opis neke vrste komplementarnosti, ki bi lahko obstajala med vrstami. Vsebovala je dejstvo, da ima lahko vrsta visoko smrtnost na eni točki svojega življenjskega cikla, nato nizko smrtnost na drugi, medtem ko ima komplementarna vrsta lahko nizko smrtnost na prvi točki in visoko smrtnost na drugi točki. Bolj kot je bil ta izraz podoben za dve vrsti, večja je bila verjetnost, da bi lahko par živel drug ob drugem, kljub tekmovanju za prostor in prehrano.
"Demografski hrup doživljajo z enako amplitudo," je dejal O'Dwyer. "To je ključno za dolgo življenje skupaj."
Predstavitev
Raziskovalci so se spraševali, ali podobni vzorci prevladujejo tudi v resničnem svetu. Narisali so na Baza podatkov COMPADRE, ki vsebuje podrobnosti o tisočih vrstah rastlin, gliv in bakterij, zbranih iz različnih študij in virov, in so se osredotočili na trajnice, ki so živele skupaj na istih raziskovalnih ploskvah. Odkrili so, da so imele rastlinske vrste, ki so živele skupaj, kot je napovedal njihov model, zelo podobno življenjsko zgodovino: pari vrst, ki živijo v istem ekosistemu, so ponavadi bolj komplementarni kot naključno izžrebani pari.
Ugotovitve nakazujejo načine, kako bi lahko vrste, ki niso nujno v neposredni konkurenci, dobro delovale druga ob drugi, ne da bi se sklicevale na ločene niše, je dejal Annette Ostling, profesor biologije na teksaški univerzi v Austinu. "Najbolj kul je to, da poudarjajo, da se te ideje ... lahko razširijo na vrste, ki so precej različne, a se dopolnjujejo," je dejala.
Da William Kunin, profesorja ekologije na Univerzi v Leedsu v Angliji, članek predlaga enega od razlogov, zakaj je naravni svet kljub vsej svoji zapletenosti lahko podoben nevtralnemu modelu: ekološki procesi se lahko medsebojno izničijo, tako da se zdi, tako kot ima lahko neskončna raznolikost preprost rezultat, ki ga je opisal kot "nastajajoča nevtralnost". Hubbell s svoje strani ceni razširitev svojega začetnega dela. "Ponuja nekaj razmišljanj o tem, kako posplošiti nevtralne modele, jih prilagoditi, da bi vnesli malo razlik med vrstami, razširili in skrčili, da bi videli, kaj se zgodi z raznolikostjo v lokalni skupnosti," je dejal.
Vendar je to le en del težave pri razumevanju, kako nastane biotska raznovrstnost in zakaj obstaja. »V ekologiji se borimo z razmerjem med vzorcem in procesom. Številni različni procesi lahko proizvedejo isti vzorec,« je dejal Ostling. O'Dwyer upa, da bo v prihodnjih letih več podatkov o resničnem svetu pomagalo raziskovalcem ugotoviti, ali je dejanska velikost populacije dosledno sposobna razložiti sobivanje.
Kunin upa, da bo članek navdihnil druge, da bodo še naprej delali z idejami iz nevtralne teorije. Na področju, kjer že dolgo prevladujejo edinstvene lastnosti posameznikov in ne njihove skupne lastnosti, je nevtralna teorija prisilila ekologe k ustvarjalnosti. "Izrinilo nas je iz naših miselnih tirnic in nam dalo misliti, katere stvari so zares pomembne," je dejal.
Hubbell, ki je pred toliko leti sprožil nevtralno teorijo o ekologiji, se sprašuje, ali bi resnično ogromni nizi podatkov o resničnih gozdovih lahko prinesli takšne podrobnosti, ki so potrebne za jasnejšo povezavo med življenjsko zgodovino in biotsko raznovrstnostjo. "To je vrsta gradnje nevtralne teorije, za katero sem upal, da se bo zgodila," je dejal o novem dokumentu. "Toda to je le majhen korak k resničnemu razumevanju raznolikosti."
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Avtomobili/EV, Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
- vir: https://www.quantamagazine.org/the-key-to-species-diversity-may-be-in-their-similarities-20230626/
- :ima
- : je
- :ne
- :kje
- ][str
- $GOR
- 100
- 2%
- 2001
- 50
- a
- Sposobna
- O meni
- AC
- Po
- Račun
- natančna
- po
- spet
- Avgust
- vsi
- skupaj
- Prav tako
- Amazon
- med
- an
- in
- Angeles
- živali
- Živali
- Še ena
- odgovor
- kaj
- privlačna
- pristopi
- SE
- okoli
- Prihaja
- AS
- At
- Austin
- povprečno
- Baby
- temeljijo
- BE
- ker
- bilo
- začel
- zadaj
- med
- biologija
- Bit
- prinašajo
- Building
- vendar
- by
- izračuna
- california
- se imenuje
- CAN
- Zajeto
- nekatere
- bolj jasno
- Ure
- tesno
- sodelavci
- Colorado
- združuje
- prihajajo
- skupnost
- tekmujejo
- tekmuje
- Tekmovanje
- tekmovalci
- dopolnilni
- popolnoma
- kompleksna
- kompleksnost
- Koncept
- omejitve
- pogodbeno
- bi
- štetje
- Creative
- pridelek
- ključnega pomena
- cikel
- datum
- nabori podatkov
- Razprava
- desetletja
- globlje
- demografske
- opisati
- opisano
- Kljub
- Podatki
- Podrobnosti
- določanje
- DID
- Prehrana
- razlike
- drugačen
- neposredna
- odkril
- neskladje
- izrazit
- razlikovati
- distribucija
- raznolikost
- sestavljene
- vsak
- Zgodnje
- Ekološki
- ekosistem
- Ekosistemi
- učinek
- Učinkovito
- Učinki
- drugje
- pojavljajo
- omogočajo
- zaprto
- Endless
- Anglija
- dovolj
- ocene
- Tudi
- Tudi vsak
- razvija
- Primer
- obstajajo
- širi
- Širitev
- izkušnje
- Pojasnite
- Pojasni
- Razlaga
- raziskuje
- izraz
- razširiti
- izumrtje
- Obraz
- Dejstvo
- dejavniki
- Usoda
- Lastnosti
- Nekaj
- Polje
- Ugotovitve
- prva
- za
- gozd
- je pokazala,
- štiri
- iz
- funkcija
- splošno
- generacija
- generacije
- dobili
- Go
- diplomiral
- prelomni
- imel
- Pol
- kladivo
- se zgodi
- se zgodi
- Imajo
- he
- močno
- Hero
- pomoč
- Pomaga
- visoka
- poudarjanje
- zelo
- ga
- njegov
- zgodovina
- upa
- v upanju,
- hiše
- Kako
- Kako
- Vendar
- http
- HTTPS
- i
- Ideje
- enako
- identificirati
- identiteta
- if
- Illinois
- slika
- neizmerno
- Pomembno
- in
- Poveča
- individualna
- posamezniki
- vplivajo
- Podatki
- začetna
- navdih
- navdih
- interakcije
- zainteresirani
- v
- Otok
- IT
- ITS
- pridružil
- samo
- samo en
- Imejte
- Ključne
- Otrok
- Vedite
- lab
- v veliki meri
- zakon
- vodi
- vsaj
- manj
- Stopnja
- življenje
- kot
- Verjeten
- vrstica
- malo
- v živo
- živi
- lokalna
- Long
- dolgo časa
- Poglej
- Pogledal
- si
- jih
- Los Angeles
- Sklop
- nizka
- je
- revije
- Znamka
- Način
- več
- ujemanje
- math
- Matter
- zapadlosti
- Maj ..
- kar pomeni,
- ustreza
- člani
- duševne
- Presnova
- morda
- Model
- modeliranje
- modeli
- mesecev
- več
- Najbolj
- naravna
- Narava
- nujno
- potrebna
- Nevtralna
- Novo
- Naslednja
- NIH
- št
- hrup
- Opaziti..
- Številka
- številke
- prehranske
- Kvota
- of
- ponujen
- Ponudbe
- pogosto
- on
- enkrat
- ONE
- samo
- or
- Da
- Ostalo
- drugi
- naši
- ven
- Rezultat
- konkurenčen
- več
- lastne
- par
- parov
- Panama
- Papir
- del
- zlasti
- Vzorec
- vzorci
- mogoče
- obdobja
- vztraja
- pojav
- planet
- Rastline
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- Točka
- prebivalstvo
- moč
- napovedati
- napovedano
- Napovedi
- precej
- prevladala
- prej
- Načelo
- privilegiran
- problem
- Postopek
- Procesi
- proizvodnjo
- proizvaja
- proizvodnjo
- Izdelki
- Učitelj
- Napredek
- napredovala
- dal
- Dajanje
- lastnosti
- vprašanje
- naključno
- naključnost
- REDKO
- Oceniti
- precej
- pravo
- resnični svet
- realistična
- Reality
- res
- Razlog
- Zabeležena
- zmanjša
- Razmerje
- PONOVNO
- reprodukcija
- Raziskave
- raziskovalci
- viri
- Rezultati
- Pravica
- vloga
- Je dejal
- Enako
- Videl
- pravijo,
- pravi
- skaliranje
- drugi
- glej
- Semena
- zdi se
- zdelo
- Zdi se,
- videl
- poslan
- nastavite
- Kompleti
- več
- Spolno
- Delite s prijatelji, znanci, družino in partnerji :-)
- deli
- je
- shouldnt
- pomemben
- Znaki
- Podoben
- podobnosti
- Enostavno
- Velikosti
- velikosti
- So
- nekaj
- nekdo
- Nekaj
- Viri
- Vesolje
- span
- razponi
- posebna
- stabilna
- začel
- začne
- Statistika
- Korak
- Še vedno
- Boj
- študent
- študiral
- Študije
- uspešno
- Uspešno
- taka
- predlagajte
- Predlaga
- preživetje
- Gremo
- sistem
- Bodite
- skupina
- Izraz
- texas
- kot
- da
- O
- svet
- njihove
- Njih
- POTEM
- Teoretični
- Teorija
- Tukaj.
- te
- jih
- stvari
- mislim
- ta
- tisti,
- čeprav?
- tisoče
- 3
- skozi
- čas
- do
- skupaj
- tudi
- proti
- tradicionalna
- Drevo
- Drevesa
- Res
- resnično
- dva
- UCLA
- osnovni
- razumevanje
- edinstven
- univerza
- Univerza v Kaliforniji
- sproščeno
- dokler
- us
- uporabo
- raznolikost
- različica
- Ranljivi
- je
- način..
- načini
- we
- webp
- Dobro
- so bili
- Kaj
- kdaj
- ali
- ki
- medtem
- WHO
- zakaj
- širše
- bo
- z
- v
- brez
- delo
- deluje
- deluje
- svet
- bi
- leto
- let
- donos
- zefirnet