Как партнерства видов эволюционируют в сторону специфичности или универсальности, кооперации или антагонизма

Исследователи из Пенсильванского университета в журнале Evolution представили теоретическую модель, объясняющую эволюцию симбиотических отношений — от высокоспецифичных до общих и от кооперативных до эксплуататорских.

Суть исследования

  • Проблема: В природе существуют как узкоспециализированные симбиозы (один вид взаимодействует только с одним партнером), так и общие (генералистские). Специализация может быть как взаимовыгодной (кооперативной), так и антагонистической (один вид эксплуатирует другого). Динамика возникновения и сохранения этих стратегий до конца не ясна.
  • Метод: Ученые использовали теоретическую модель на основе теории игр, рассматривая взаимодействия «хозяев» и «симбионтов» с разными стратегиями и «выплатами» (пользой и затратами).

Ключевые выводы модели

1. Кооперативная специализация

  • Стратегия, при которой оба партнера получают растущую выгоду от отношений, может устойчиво сохраняться в популяции.
  • В такой системе также может сохраняться и генералистская стратегия, если она обеспечивает достаточную выгоду.

2. Антагонистическая специализация

  • Когда «хозяин» получает растущую выгоду, а «симбионт» — уменьшающуюся, возникают динамические колебания.
  • Разные типы хозяев и симбионтов циклически сменяют друг друга в популяции.
  • Генералисты могут вымирать, если их «выплата» ниже, чем у специалистов.
  • Риск: Эти колебания в реальном мире могут приводить к краху популяций.

3. Влияние пространства и расселения

  • При короткой дистанции расселения: Кооперативные специалисты формируют устойчивые «пятна» доминирования. Генералисты могут сохраняться на периферии этих зон.
  • При большой дистанции расселения: Одна пара «хозяин-симбионт» может полностью доминировать на всей территории.

Общий итог

  • Кооперативная специализация — выигрышная, но рискованная стратегия. Если специализированный партнер вымирает, хозяин остается без симбионта.
  • Модель объясняет, почему в природе одновременно сосуществует множество форм мутуализма — от высокоспецифичных до общих, что способствует биоразнообразию.
  • Исследование высвечивает внутреннюю двойственность специализации и противоречия, присущие мутуалистическим отношениям.
2023-02-02