Размер может не иметь значения при оценке энергопотребления сообщества

Экологи часто хотят понять, как функционирует сообщество. Например, сколько пищи потребляет сообщество животных каждый день? Или сколько кислорода производят растения? Эти функции часто оценивают, измеряя энергопотребление (или метаболизм) сообщества, и обычно считается, что энергопотребление тесно связано с размером организма.

Однако новое исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B под руководством учёных Школы биологических наук Университета Монаша, показало, что для оценки энергопотребления сообщества нам, возможно, лучше игнорировать всё, что мы знаем о связи между метаболизмом и размером.

"Функциональные показатели сложно собирать, особенно для целого сообщества", — сказала ведущий автор исследования доктор Джулия Гедини. "Сообщество состоит из множества видов. Оценка общего метаболизма на основе метаболизма каждого вида в отдельности — один из способов решить эту проблему. Но методы, которые мы используем, и необходимые данные различаются и могут не быть проверены на реальных данных, поскольку они редко доступны".

Исследовательская группа протестировала шесть различных способов оценки энергопотребления сообщества. Они измерили фактические скорости метаболизма в сообществах фитопланктона (крошечных морских микроводорослей) и сравнили эти реальные измерения с шестью оценками. Поскольку метаболизм и размер тесно коррелируют, команда ожидала, что методы, учитывающие зависимость метаболизма от размера, дадут наилучшую оценку общего метаболизма сообщества.

"Но это было не так", — сказала доктор Гедини. "Вместо этого мы обнаружили, что простое знание среднего метаболизма на грамм биомассы давало лучшую оценку метаболизма сообщества. Оказывается, для измерений общего метаболизма сообщества размер не имел значения".

Это произошло потому, что обычная взаимосвязь между размером и метаболизмом изменилась.

Метаболизм обычно увеличивается с размером, но в меньшей степени для более крупных организмов, что известно как аллометрическая зависимость.

"Когда мы измерили энергопотребление всех видов в сообществе, среднее энергопотребление видов увеличивалось прямо пропорционально их среднему размеру, другими словами, наблюдалась 'изометрическая зависимость'", — сказала доктор Гедини. "Вот почему мы можем предсказать общий метаболизм по энергопотреблению на единицу биомассы".

Однако исследователи обнаружили, что к концу эксперимента, когда в сообществах стали доминировать более крупные клетки, эта "идеально пропорциональная" зависимость нарушилась. Учёные полагают, что когда крупные виды очень многочисленны, они сильнее страдают от конкуренции и снижают свой метаболизм больше, чем мелкие виды.

"Хорошая новость заключается в том, что мы можем оценить энергопотребление сообщества по легко собираемым данным о биомассе", — сказала доктор Гедини. "Но сначала нам нужно выяснить, применим ли этот результат к разным сообществам, а также необходимо больше исследований о том, как конкуренция влияет на энергопотребление".