Биоразнообразие под вопросом
Новое исследование ставит под сомнение эволюционную стабильность одной из экологических теорий, объясняющих биоразнообразие.
Исследование, опубликованное в журнале PLOS ONE, объединяет эволюционную теорию и экологию для изучения одного из главных вопросов в экологии: как возникает и поддерживается биоразнообразие?
«Это фундаментальный вопрос, если мы хотим защитить биоразнообразие — что именно нам нужно защищать?» — говорит директор программы IIASA по эволюции и экологии Ульф Дикман, руководивший исследованием вместе с Флорианом Хартигом из Фрайбургского университета.
В курсе общей биологии студенты учат, что два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу, а значит, биоразнообразие мира тесно связано с количеством существующих ниш. Однако в реальном мире это часто не так — организмы могут и действительно занимают одну и ту же нишу, то есть питаются одним и тем же ресурсом, в одном месте и в одно время.
«Например, — говорит Дикман, — сельдь и шпрот в Балтийском море занимают очень схожие экологические ниши, питаясь одним и тем же видом планктона. Как такие виды могут устойчиво сосуществовать — ключевой вопрос для современной экологии».
Одна из теорий, известная как Относительная нелинейность конкуренции (Relative Nonlinearity of Competition, RNC), предполагает, что такие виды могут сосуществовать, потому что по-разному реагируют на колебания ресурсов или других лимитирующих факторов — например, цветение водорослей для рыб или колебания осадков для комаров. Это создаёт динамические отношения, в которых каждый вид временно получает выгоду от влияния другого вида на среду, удерживая их в балансе.
«Идея хорошо подтверждалась в теории, но её сложно проверить на практике», — отмечает Дикман. Поэтому он и его коллеги решили протестировать RNC с другой точки зрения, используя три стандартные эволюционные модели. «Мы хотели выяснить, что происходит с механизмом RNC, когда мы позволяем видам адаптироваться».
Их результаты показывают, что RNC, как правило, нестабильна с точки зрения эволюции: во всех трёх моделях различия между видами, поддерживавшие их сосуществование, исчезают в результате адаптации. Это означает, что в эволюционном плане два сосуществующих вида вытесняются и заменяются одним видом.
Дикман заключает: «Таким образом, мы предполагаем, что потенциал этого механизма для объяснения происхождения и поддержания биоразнообразия, возможно, был переоценен в научной литературе».
Учёные приходят к выводу, что для понимания того, какие другие механизмы поддерживают биоразнообразие, потребуются дальнейшие исследования.
Дикман отмечает, что исследование подчёркивает важность междисциплинарной работы. «Поскольку исследования в области эволюции и экологии чаще всего ведутся изолированно, никто ещё не задумывался, является ли этот механизм эволюционно стабильным».