Различия между жизненными стадиями защищают экологические сообщества от коллапса

Новое исследование эколога Андре де Руса показывает, что различия между молодыми и взрослыми особями одного вида имеют решающее значение для стабильности сложных экологических сообществ. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, представляет собой значительный прогресс в экологическом моделировании в период, когда биоразнообразие сокращается, а виды по всему миру быстро вымирают.

До сих пор экологические модели фокусировались исключительно на взаимодействиях между видами, игнорируя вариации внутри них. Например, стрекозы, лягушки, форель и фитопланктон в пресноводном пруду представлялись бы узлами в сети, соединёнными рёбрами, которые показывают, как один вид питается другим.

С помощью компьютерного моделирования де Рус смог учесть как общее количество видов в сообществе, так и ключевые вариации внутри одного вида — различия между молодыми и взрослыми особями. Эти различия возникают не только потому, что взрослые особи размножаются, а молодые растут и созревают, но и потому, что молодые особи, имея меньший размер тела, обычно сильнее ограничены доступностью пищи и подвергаются гораздо большему риску быть съеденными хищниками. Эти различия приводят к вариациям во времени в соотношении молодых и взрослых особей, что переводит всё сообщество от нестабильности к стабильности.

«На основе одной только сети взаимодействий между видами смоделированные сообщества предсказуемо оказываются чрезвычайно нестабильными, — пишет он, — но эти дестабилизирующие силы подавляются и полностью ослабляются стабилизирующими эффектами динамики плотности молодых и взрослых особей».

Исследование продвигает давние дебаты в экологии о взаимосвязи между видовым разнообразием и стабильностью экосистем (дебаты, которые, как отмечает де Рус, подогрела статья 1972 года покойного эколога Роберта Мэя).

«Экологи давно предполагали, что разнообразие может стабилизировать экосистемы и даже защищать их от коллапса, — говорит де Рус. — Однако теоретически нам не хватало хорошего объяснения этой идеи. Теперь мы обнаруживаем с помощью вычислений и количественного анализа, что наши существующие теории неполны, потому что разнообразие — это не просто количество видов, соединённых сетью взаимодействий. Взаимодействие между различными типами сложности определяет функцию системы».