Отношения «хищник — жертва» поддерживают стабильность экосистемы

В природе сплошь да рядом встречаются сообщества, от коралловых рифов до тропических лесов,
которые ничуть не страдают от своего разнообразия (фото: scharks.ru) 

Стабильность экосистемы возрастает, если виды, которые её образуют, относятся друг к другу потребительски, то есть являются друг для друга хищниками или жертвами. Конкуренция и сотрудничество, напротив, ослабляют сообщество, делают его неустойчивым.

В экологии существует известный парадокс, связанный с предсказанием стабильности экосистемы. В 1972 году физик и эколог Роберт Мей предложил математическую модель, которая связывала стабильность сообщества и число входящих в неё видов. По этой модели выходило, что чем разнообразнее экосистема, тем она менее стабильна. Между тем в природе сплошь да рядом встречаются сообщества, от коралловых рифов до тропических лесов, которые ничуть не страдают от своего разнообразия. По модели Мея, такие сообщества были статистически недостоверны — то есть попросту не могли возникнуть. Но экологи не раз получали возможность убедиться, что разнообразие является как раз залогом стабильности.

В течение сорока лет эта математическая модель приводилась как пример удивительного несовпадения практики и математической теории. Вместе с тем многие исследователи полагали, что эта несообразность есть следствие слишком сильной абстрактности модели. То есть в качестве «сферического коня в вакууме» модель верна, но у природы есть дополнительные силы, которые позволяют ей скорректировать теорию. Действительно, Роберт Мей учитывал только число видов и силу взаимодействия между ними, не обращая внимания на специфику взаимоотношений внутри экосистемы.

Как сообщают в журнале Nature экологи из Чикагского университета (США), именно за счёт разнокачественных взаимоотношений между видами экосистема и выходит из теоретической ловушки. Исследователи разделили общий тип взаимосвязей между видами на три, чаще всего встречающиеся в природе: это отношения «хищник — жертва», отношения конкуренции и отношения взаимовыгодного сожительства (или мутуализма).

В первом случае один вид выигрывает за счёт другого: хищник съедает менее приспособленную жертву. Конкуренция давит на оба вида-участника: они буквально мешают друг другу жить. При мутуализме, наоборот, виды поддерживают друг друга. Так вот, как оказалось, экосистема позволяет большое разнообразие в том случае, если все эти многочисленные виды связаны друг с другом отношениями «хищник — жертва». В этом случае чем больше видов, тем выше стабильность системы. А конкуренция и мутуализм ослабляют сообщество: чем больше конкурирующих или сотрудничающих видов, тем хуже экосистема справится с потрясениями вроде вторжения нового вида или климатическими изменениями.

Действительно, замечают авторы статьи, если мы обратимся к природе, то увидим, что в наиболее разнообразных экосистемах виды связаны между собой преимущественно потребительскими взаимоотношениями. С другой стороны, экологи тут же столкнулись с новыми парадоксами. По их модели выходит, что залог стабильности — это сильные связи между хищником и жертвой, то есть когда один вид жёстко привязан к другому. Но любой эколог знает, что как раз такая специализация ни к чему хорошему не ведёт: наоборот, экосистема выживет, если хищник не слишком разборчив в еде. Опять же в природе добыча обычно меньше хищника — а по новой исправленной модели такое положение вещей не способствует стабильности, такая упорядоченность в размерах ей вредит.

Впрочем, новые парадоксы исследователей не слишком смущают: по их словам, теория своими слабыми местами сама направляет поиски, и благодаря таким парадоксальным расхождениям теории с практикой мы можем больше узнать о том, как на самом деле обстоят дела в живой природе.

Источник: energy-fresh.ru