Domeniu public
Oamenii de știință au modelat matematic viața comunităților microbiene, explicând modul în care reușesc să mențină diversitatea și stabilitatea în același timp. Rezultatele lucrării sunt prezentate în Physical Review Letters, iar preimprimarea articolului științific poate fi citită gratuit pe site-ul web Arxiv.
Timp de mulți ani, biologii nu au reușit să descopere secretul comunității de microorganisme marine și să înțeleagă cum poate fi atât de divers, rămânând în același timp stabil. Nu numai locuitorii unicelulari ai corpurilor de apă se pot lăuda cu astfel de caracteristici, ci și comunitățile microbiene care trăiesc în corpurile organismelor mari și în alte locuri.
În majoritatea acestor comunități, există specii „centrale”, care sunt cele mai reprezentate, și „periferice”, care sunt mai puțin importante. Toți concurează pentru o resursă sau o gamă limitată de resurse. Conform calculelor anterioare și a modelelor anterioare, creșterea numărului unor populații ar trebui să fie bruscă și exponențială, ceea ce poate răsturna echilibrul întregii comunități. Câștigând în număr, unele populații trebuie să capteze cea mai mare parte a resursei, privând pe alții de alimente pe principiul excluziunii competitive. Dar, în realitate, acest lucru nu se întâmplă, iar comunitatea rămâne stabilă. Oamenii de știință numesc acest lucru paradoxul planctonului.
Una dintre principalele teorii care explică paradoxul se bazează pe două principii principale. Primul este că unele bacterii mănâncă deșeurile și deșeurile pe care altele le elimină. Un altul se bazează pe faptul că noii veniți în comunitate ar trebui să aleagă nișe ecologice gratuite sau, mai bine decât ceilalți membri ai comunității, să le ocupe pe cele existente.
Cercetătorii au creat o simulare matematică a acestei teorii prin stabilirea unui set de reguli inițiale. Fiecare membru al comunității ar putea consuma doar un tip de resursă, provocând producerea a două noi tipuri. Oamenii de știință au sugerat, de asemenea, că membrii emergenți ai ecosistemului pot supraviețui numai dacă își găsesc o nișă pentru ei înșiși, ocupând una goală sau învățând cum să folosească mai bine o resursă deja ocupată.
Modelul a făcut posibilă crearea unei comunități virtuale în care, la fel ca în comunitățile microbiene adevărate, stabilitatea și diversitatea au fost menținute. Matematicienii au observat că în primele etape ale dezvoltării ecosistemului lor virtual, uneori au existat „dispariții” generale, când speciile noi, folosind mai eficient resursa, au luat puterea. Apoi, speciile care au mâncat deșeurile foștilor „favoriți” au pierit. Dar, în timp, comunitatea a devenit mai stabilă și astfel de dispariții au devenit mult mai puțin frecvente.
