Δημιουργώντας Μοντέλα Βιοποικιλότητας

Σύμφωνα με το αρχείο των απολιθωμάτων, πριν από περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια ο αριθμός των θαλασσίων ειδών άρχισε να αναπτύσσεται εκθετικά και μετά σταθεροποιήθηκε για 200 εκατομμύρια χρόνια, προτού «εκραγεί» και πάλι. Για να γίνει κατανοητό πως και γιατί συνέβησαν αυτές οι αλλαγές, ερευνητές έχουν διαμορφώσει μια ποικιλία μοντέλων που οικοδομήθηκαν στηριγμένα σε διάφορες υποθέσεις.

Σε επιστημονικό άρθρο στο Physical Review Letters, ο Jan Nagler στο ETH της Ζυρίχης (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) στην Ελβετία και οι συνάδελφοί του από το Ινστιτούτο για τη Δυναμική και την Αυτό-οργάνωση Max Planck στη Γερμανία, παρουσίασαν ένα μοντέλο βασισμένο στη δυναμική του δικτύου, το οποίο λαμβάνει υπόψη το ρόλο των ισχυρών διακυμάνσεων, ειδικά των εξαλείψεων, σε ένα εκθετικά αναπτυσσόμενο οικοσύστημα.

Τα αποτελέσματα συμφωνούν καλά με τα παλαιοντολογικά δεδομένα και προσφέρουν καλή γνώση σχετικά με την ακολουθία ανάπτυξης και στασιμότητας.

Οι συγγραφείς στήριξαν το μοντέλο τους σε ένα δίκτυο αλληλεξάρτησης ειδών που στηρίζεται στο πως ένα δεδομένο είδος αναπτύσσεται ή πεθαίνει εξαιτίας των άλλων ειδών. Είδη μπορεί να εξαλείφονται είτε από αβιοτικές αιτίες (π.χ. περιβαλλοντικές αλλαγές) είτε από βιοτικές αιτίες (π.χ. κατακλυσμιαίες εξαλείψεις κατά τις οποίες ένα είδος εξαλείφεται, παίρνοντας μαζί του όλα τα είδη που εξαρτώνται από αυτό).

Σε κάθε χρονικό βήμα του υπολογισμού, ένα είδος οδεύει προς εξάλειψη ή μετατρέπεται σε ένα νέο είδος, με τα άλλα είδη να εξαρτώνται από αυτό. Με την πάροδο του χρόνου τα είδη τακτοποιούνται (από επάνω έως κάτω) σε μια ιεραρχική κλίμακα εξάρτησης.

Στο μοντέλο αυτό, με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να αναπτυχθεί μια σταθερή κατάσταση στην οποία λίγα είδη στην κορυφή είναι εξαρτώμενα από ένα μεγάλο αριθμό ειδών στη βάση, αυξάνοντας την ευρωστία του συστήματος ενάντια στην κατακλυσμιαία εξάλειψη.

Ασταθείς όμως καταστάσεις μπορεί να προκύψουν σε εκείνα τα είδη στην κορυφή τα οποία είναι εξαρτώμενα μόνο με λίγα είδη της βάσης, η εξάλειψη των οποίων μπορεί να οδηγήσει ολόκληρο το οικοσύστημα σε κατάρρευση.

Εξ αιτίας του τρόπου που η ποικιλομορφία εξαρτάται από τις σχετικές πιθανότητες εξάλειψης, τα αποτελέσματα παρέχουν μια πιθανή εξήγηση για ποιο λόγο η θαλάσσια βιοποικιλότητα έμεινε στάσιμη ενώ η ποικιλομορφία στις ηπείρους όχι.

Πηγή: APS

Για την περίληψη της εργασίας ή την αγορά του άρθρου στη διεύθυνση: http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.228101