Месяц: Май 2019

Как природа противоречит математике, сохраняя стабильность экосистем

Парадоксально, но большое количество примеров плотного взаимодействия живых существ обычно приводит к катастрофам экологических моделей. Новый анализ намекает на то, как природа будто бы опровергает математику.

За прекрасным внешним видом джунглей, саванны или безмятежного озера скрывается мир соперничества и партнёрских отношений. Виды соревнуются за пространство, поглощают друг друга в борьбе за ресурсы, пользуются преимуществами талантов друг друга и заключают сделки за питательные вещества. Однако есть в этой картине что-то странное. Когда экологи пытаются моделировать экосистемы при помощи математики, они обычно обнаруживают, что чем больше взаимодействия между видами, тем менее стабильной получается система. Чтобы простая модель экосистемы была стабильной, все взаимодействия между её видами должны находиться в идеальной гармонии. Поддержка этого акта балансировки сильно усложняется с ростом количества взаимодействующих видов и силы их взаимодействий: любое возмущение или дисбаланс одной взаимодействующей пары начинает распространяться и сеять хаос по всей сети.

А если добавить сюда мутуализм, по которому выживание двух видов напрямую зависит друг от друга, то всё разваливается ещё быстрее. Пары взаимозависимых организмов иногда так хорошо чувствуют себя в математических симуляциях – экспоненциально развиваясь в крайних случаях, которые Роберт Мэй, пионер теоретической биологии как-то назвал “оргией взаимной выгоды” – что все остальные вымирают.
(далее…)