Микромиры раскрывают фундаментальные факторы, определяющие численность и разнообразие видов
Новое исследование микробных сообществ, опубликованное в Nature Communications, приближает нас к ответу на фундаментальный вопрос экологии: как все виды в экосистеме сосуществуют.
Автор работы, биологический физик Якопо Грилли, поставил цель выявить самые важные силы, формирующие сообщество. Для этого он сосредоточился на микробных сообществах из различных сред, по которым уже накоплен огромный массив данных. Изучать стакан морской воды или ложку почвы гораздо проще, чем участок леса.
"Микробные сообщества повсюду. Они вокруг нас и внутри нас. Они вносят вклад во многие фундаментальные экологические процессы в мире и частично определяют наше здоровье и благополучие. Их влияние на нашу жизнь и нашу планету огромно", — говорит Грилли.
Анализируя численность и разнообразие бактерий в различных "микромирах" с помощью простой математической модели, исследование показало:
- Изменчивость среды — главный фактор, определяющий присутствие или отсутствие вида в микробном сообществе.
- Изменения окружающей среды (например, температуры или питательных веществ) — основной драйвер колебаний численности вида.
"Это как бы намекает, что игроки разные — виды в нашем кишечнике отличаются от видов в океане, — но силы, которые их формируют, одинаковы", — поясняет Грилли.
Также были выявлены три ключевых закона, объясняющих, как количество видов в экосистеме меняется со временем. Эти законы позволяют прогнозировать присутствие или отсутствие вида и разнообразие в системе.
Хотя сложно напрямую экстраполировать эти выводы на крупные экосистемы (например, лес) из-за их размера, сложности и нехватки данных, эти законы служат отправной точкой для таких исследований.
"Когда мы понимаем что-то об экологии бактерий, мы смотрим на экологию чего-то, что существует в пространственном и временном масштабе нашей планеты", — отмечает учёный.
Грилли продолжает эту работу, чтобы лучше понять взаимодействия между микробными видами. Он подчёркивает, что исследование стало результатом множества дискуссий и междисциплинарного сотрудничества.