Хищники — ключевой «дирижёр» природной синхронности
Синхронность в природе наблюдается в биении сердец, вспышках светлячков, вспышках инфекционных заболеваний и одновременном росте и падении численности популяций на огромных территориях. Учёные из Йельского университета и Университета Калгари сообщают в выпуске Nature от 22 июля, что взаимодействия «хищник-жертва» являются «дирижёрами» синхронности у живых организмов.
«Измените эти взаимодействия, и вы можете вызвать катастрофические последствия для этих систем», — сказал соавтор статьи Дэвид Вассёр.
Исследователи поставили цель выяснить, какие факторы наиболее важны для создания пространственной синхронности. Были выделены три основные причины синхронности:
- Расселение — перемещение особей между изолированными популяциями.
- Эффект Морана — одинаковые колебания среды (например, засухи) для изолированных групп.
- Взаимодействия видов — например, отношения хищника и жертвы.
Для проверки Вассёр и Джереми Фокс создали модель и провели серию экспериментов, отслеживая численность пресноводных микроорганизмов в колбах. Они:
- Перемещали организмы между колбами (расселение).
- Выращивали колбы при одинаковой температуре (эффект Морана).
- Вводили хищника, поедающего микроорганизм.
Были протестированы все комбинации этих факторов.
Результаты:
- Согласованная синхронность в популяциях наблюдалась в ответ на изменение температуры (эффект Морана).
- Обмен организмами создавал синхронность только при наличии хищников. Без хищников популяции не синхронизировались при обмене особями.
«Хищники фундаментально меняют то, как их жертвы меняются во времени, создавая циклическую картину, которая быстро синхронизируется во многих местах даже при небольшом расселении», — пояснил Вассёр.
Присутствие хищника создаёт циклическую картину, почти идентичную другим примерам синхронности в природе.
«Эта синхронность достигается так же, как и многие другие естественные синхронизирующиеся явления, — сказал Фокс. — Циклические системы, от мигающих светлячков до рысей и зайцев, похожи на детей, прыгающих на батуте. Добавление хищников — это как заставить их взяться за руки, чтобы они прыгали вместе».
Исследователи предупреждают, что потеря этих циклов из-за вымирания видов или глобальных изменений может иметь серьёзные последствия для стабильности экосистем и сохранения видов.