Экологи начинают создавать экологическую теорию на основе первых принципов

Два года назад в журнале BioScience внешний профессор SFI Пабло Марке, профессор и вице-президент по науке SFI Дженнифер Данн и команда экологов — многие из них учёные SFI — выступили со смелым заявлением. Они утверждали, что пришло время для нового синтеза экологической теории, основанного на так называемой «эффективной теории».

На этой неделе учёные встретились в SFI, чтобы сделать первые конкретные шаги к созданию таких теорий.

«У нас уже есть манифест, определяющий ключевые характеристики теорий, на которых мы сосредоточимся, — говорит Марке. — Теперь задача — найти точки соприкосновения между этими теориями и понять, как их можно интегрировать».

Это вторая официальная встреча Сети по интеграции экологических теорий (NETI). Истоки NETI лежат в собрании 2006 года, которое объединило ведущих теоретиков в областях метаболического масштабирования, экологических сетей, нейтральной теории и других, развивавшихся в значительной степени независимо.

В результате этой и последующих встреч будущие участники NETI разработали концепцию эффективной теории — теории, которая «основана на первых принципах, выражена на математическом языке, проста и делает большое количество предсказаний относительно числа содержащихся в ней свободных параметров», — говорит Марке.

Теперь цель NETI — начать объединять, казалось бы, различные теории для создания более целостного понимания экологии. «Мы хотим разработать своего рода алгебру для интеграции теорий», — отмечает Марке. Это может означать использование предсказаний одной теории в качестве входных данных для другой. Например, предсказания, выведенные из метаболической теории, можно использовать как ограничения в теории максимальной энтропии, которая предсказывает закономерности биоразнообразия, отчасти основываясь на доступной в регионе метаболической энергии.

«Но также важно рассматривать случаи, когда разные теории делают схожие предсказания, исходя из разных допущений, — говорит Марке, — или когда похожие теории с немного разными допущениями приходят к совершенно разным предсказаниям».

Организаторы семинара не ожидают создания полной, единой теории экологии за одну неделю. Скорее, «мы находимся в процессе демонстрации связей между различными теориями, показывая, что это можно сделать с эффективными теориями».