Отношения «хищник-жертва» стабилизируют экосистему

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 повышающееся разнообразнее экосистемы делает ее менее стабильной. Между тем в природе часто встречаются сообщества, от коралловых рифов до тропических лесов, ничуть не страдающие от своего разнообразия.

В течение сорока лет эта математическая модель приводилась как пример удивительного несовпадения практики и математической теории. Многие исследователи полагали, что эта несообразность возникает из-за чрезмерной абстрактности модели, поскольку Мей учитывал только число видов и силу взаимодействия между ними, не обращая внимания на специфику взаимоотношений внутри экосистемы.

Ученые из Чикагского университета полагают, что именно разнокачественные взаимоотношения между видами выводят экосистему 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 (мутуализма).

В первом случае один вид выигрывает за счёт другого: хищник съедает наименее приспособленную жертву. Конкуренция давит на оба вида-участника, мешающие друг другу жить. При мутуализме, наоборот, виды поддерживают друг друга. Тем не менее, экосистема позволяет большое разнообразие только в том случае, если все виды связаны друг с другом отношениями «хищник-жертва». В свою очередь, 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, 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. Практика же показывает, 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.

Авторы работы не слишком обеспокоены наличием новых парадоксов: по их словам, теория своими слабыми местами сама направляет поиски, и благодаря таким парадоксальным расхождениям теории с практикой проще узнать о том, как на самом деле обстоят дела в живой природе, пишет PhysOrg.