Поиск компромиссов – одна из проблем, с которыми сталкиваются организмы, когда им нужно получить энергию, необходимую для роста, защиты и воспроизводства. «Если бы не было компромиссов, вид, который является наиболее эффективным в любых условиях, вышел бы на первое место», – начинает Мридул Томас, старший научный сотрудник и ассистент преподавателя Департамента F.-А. Форель, специалист по экологическим и водным наукам, факультет естественных наук UNIGE и второй автор исследования. "Эти компромиссы – и различия в условиях окружающей среды – помогают объяснить, почему виды отличаются друг от друга и почему у нас такое разнообразие.
Ни один вид не может быть лучшим в любых условиях."
Действительно, в научном сообществе широко распространено мнение о том, что биоразнообразие можно частично объяснить компромиссом между собирателями и эксплуататорами, который возникает из-за необходимости инвестировать как в приобретение продуктов питания, так и в быстрое извлечение из них энергии и питательных веществ. Ученые ожидают, что организмы, живущие в средах с низким содержанием пищи, будут собирателями, которые смогут быстро искать ресурсы на больших территориях. И наоборот, организмы, живущие в богатой пищей окружающей среде, являются эксплуататорами, которые потребляют ресурсы в изобилии и с большой скоростью.
Обе эти стратегии могут привести к успеху в зависимости от встречающихся условий окружающей среды. А если доступность продуктов питания меняется во времени или в пространстве, это может позволить сосуществовать конкурирующим сборщикам и эксплуататорам, что приведет к разнообразию.
Никаких компромиссов между сборщиками и эксплуататорами в природе
«Хотя этому обычно учат и его можно найти в учебниках, экспериментальных свидетельств компромисса между сборщиком и эксплуататором мало, – говорит Мридул. Это именно та тема, которую Томас Киорбо, профессор Национального института водных ресурсов при DTU – и первый автор исследования – решил исследовать.
Пытаясь дать ответ, профессор Киорбо собирал данные из научной литературы о потреблении пищи сотнями видов, полученные на основе оценок организмов, от отдельных клеток до крупных млекопитающих, живущих как в наземной, так и в водной среде.
Этот огромный набор данных позволил проанализировать скорость, с которой более 500 видов приобретают и потребляют пищу. "Для каждого вида, такого как паук, ученые измерили, насколько быстро он может ловить и есть пищу, и они делали это, когда пищи было много, а когда она была редкой.
Благодаря этой ценной работе многих ученых, посвященных сотням видов, мы смогли сравнить результаты для многих организмов, – продолжает Мридул. Кривые скорости потребления в зависимости от изобилия пищи получены на основе этих данных, что позволяет описать жизнедеятельность организмов как в условиях низкой, так и в высокой степени питания. «От компромисса между сборщиком и эксплуататором ожидается отрицательная корреляция, но наши результаты показывают положительную взаимосвязь», – четкое указание, по мнению биолога, на то, что компромисса между сборщиком и эксплуататором не существует. Киорбоэ и Мридул продемонстрировали, что виды, которые хорошо себя чувствуют в среде с ограниченными энергетическими ресурсами, также являются лучшими в богатой среде.
Необъяснимое биоразнообразие
Однако интерпретация исследователей не ставит под сомнение концепцию компромиссов. "Без компромиссов очень сложно поддерживать разнообразие. Наше исследование не объясняет биоразнообразие, но опровергает существующую теорию о том, почему именно у нас есть биоразнообразие », – говорит Мридул.
Соответственно, должен быть еще один компромисс: "компромисс между принятием риска для доступа к продуктам питания более вероятен и будет соответствовать нашим результатам. Например, организм может лучше получать пищу независимо от того, ее мало или ее много, потому что он подвергается большему риску.
Получение большего количества пищи, как правило, полезно, поскольку помогает организмам расти и воспроизводиться. Но если в поисках пищи организм съедается сам, он не может воспроизводить.
Таким образом, иногда может быть полезно избегать этих рисков, даже если это означает получение меньшего количества пищи – это объясняет, почему мы видим в нашем исследовании, что некоторые виды кажутся очень хорошими в добывании пищи, а некоторые – очень плохо."Каким бы ни был этот другой компромисс, датско-швейцарское исследование коренным образом меняет важную идею о том, почему у нас есть биоразнообразие, которому все еще преподают и которое считается само собой разумеющимся. Отсюда следует, что наше понимание экосистем необходимо пересмотреть, поскольку эти знания необходимы перед лицом экологических потрясений, свидетелями которых мы являемся сегодня.