Коллективное поведение животных стабилизирует экосистемы и повышает их разнообразие
Новое исследование Университета штата Орегон показывает, что скоординированные действия групп организмов — такие как стаи сельди или стада антилоп гну — помогают сложным экосистемам поддерживать своё разнообразие и стабильность.
Исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, демонстрирует, что когда особи объединяются для потребления ресурсов как коллективная группа, окружающая экосистема становится более устойчивой и способной поддерживать большее количество видов.
Социально-экологическая обратная связь
Учёные обнаружили, что возникает социально-экологическая обратная связь между размером и структурой коллективных групп и уровнем ресурсов в экосистеме. Эта обратная связь стабилизирует систему, предотвращая её крах: она сглаживает колебания в количестве ресурсов и позволяет сосуществовать большему числу видов-потребителей, конкурирующих за один ресурс, вместо того чтобы более сильный конкурент вытеснял слабого.
Решение экологических парадоксов
Исследование рассматривало роль коллективного поведения через призму двух классических экологических парадоксов:
- Парадокс обогащения: увеличение доступности пищи для жертвы приводит к неконтролируемому росту популяции хищника и дестабилизации системы.
- Парадокс планктона: сосуществование множества сходных видов (например, фитопланктона), конкурирующих за ограниченные ресурсы.
«Реальные экосистемы должны иметь какой-то особый "ингредиент", позволяющий им сохранять разнообразие видов», — отмечает ведущий автор Бен Далзил. Этим ингредиентом может быть коллективное поведение, распространённое среди микроорганизмов, растений, животных и людей.
Результаты моделирования
Учёные использовали стандартную модель пищевой сети с двумя «потребителями», питающимися общим ресурсом. Модель позволила включать и выключать коллективное поведение, не меняя другие параметры системы.
«Мы обнаружили, что добавление коллективного поведения кардинально меняло ситуацию в симуляциях — оно стабилизировало экосистемы, которые, согласно теории, не должны быть стабильными», — заявил Бен Далзил.
Это открытие заполняет пробел в понимании эволюционной роли коллективного поведения, которое не только создаёт эстетически striking явления (стаи птиц), но и играет фундаментальную роль в поддержании жизни, стабильности и разнообразия экосистем.
Исследование поддержали Национальный научный фонд (NSF), DARPA, Национальные институты здоровья (NIH) и NASA.