En grupp ekologer har börjat skapa ett periodiskt system med ekologiska nischer som liknar kemins periodiska system. Och precis som kemister har använt sitt periodiska system som referenspunkt för att förstå förhållanden mellan element, tabellen för ekologer visar samband över tiden mellan djur, växter och deras miljöer - fungerar som en kritisk resurs för forskare som vill förstå hur ett uppvärmande klimat kan leda till förändringar i arter runt om i världen.

University of Texas at Austin Eric Pianka, huvudförfattare på ett papper publicerat online denna vecka i Den amerikanska naturforskaren , sammanfogade fyra andra forskare med att ta fram de första delarna av denna nya beställningsram för nischer, uppsättningen definierande faktorer på en plats som avgör hur dess växter och djur lever, reproducera och interagera med varandra och deras omgivning.

"Genom att sammanfatta viktiga ekologiska drag i sådana enkla system kan ekologer förutsäga hur arter kan reagera på nya miljöförhållanden och artens invasiva potential, "Sa Pianka." Det kommer att informera oss om hur nischer har utvecklats tidigare och även hur de kommer att utvecklas i framtiden, som alla har en direkt inverkan på klimatförändringens effekter. "

Så många faktorer går in på att definiera ekologiska nischer att de är mycket komplexa, och ekologer har aldrig tidigare lyckats beställa dem på ett förutsägbart sätt. Fortfarande, forskare har fascinerats av idén sedan 1972, när evolutionär ekolog Robert MacArthur föreslog att beställa dem på ett sätt som liknar kemins periodiska system. I den tabellen, element ordnas efter en kombination av deras atomnummer (protoner), konfiguration av elektroner och vissa kemiska egenskaper.

Tanken inom ekologi skulle vara att hitta ett liknande sätt att sammanfatta de många variablerna i ekologiska nischer och hjälpa till att förutsäga hur avlägset besläktade arter, på olika kontinenter men i liknande miljöer, kan förväntas utvecklas med liknande egenskaper.

Den ram som beskrivs idag bygger på ekologiska data som samlats in av Pianka och hans långvariga kollega Laurie Vitt från University of Oklahoma, som tillsammans bedrev över ungefär 50 års fältarbete i en mängd olika livsmiljöer på fyra kontinenter. De använde data relaterade till fem stora nischdimensioner (livsmiljö, diet, livshistoria, metabolism och försvar, var och en med 7-15 variabler) för 134 ödlor. Ödlor som lever på olika kontinenter utvecklades för att fylla identifierbara liknande nischer och ha liknande egenskaper. Mönster upprepas:Australiska ökenödlor löser problem på samma sätt som afrikanska och amerikanska ökenödlor gör, även när de inte är evolutionärt nära besläktade. De foder för mat, förbli aktiv eller inaktiv vid givna tider på dygnet, lägga ägg eller föda barn och relatera till deras livsmiljöer - allt på mycket liknande sätt.

Det periodiska systemet utnyttjar denna typ av konvergent utveckling hos ödlor runt om i världen och använder flerdimensionella analyser av mer än 50 ödlanischdimensioner. Bara tre dimensioner fångar 62 procent av den totala variationen, en indikation på att ödernischer är tätt begränsade.

Förutom papperet, forskarna har tagit fram en webbplats som gör det möjligt för ekologer att utforska resultaten. Eftersom människor bara uppfattar i tre dimensioner, att visualisera och förstå komplexa nischer i fler dimensioner är svårt, så för att göra det lättare att visualisera deras resultat på webbplatsen, Pianka och hans kollegor producerade roterande tredimensionell grafik. Dessa tillåter användare att utforska begränsningar och avvägningar i utvecklingen av ödernischer och avslöja hur arter överlappar eller separeras baserat på livsmiljö, kroppsstorlek, foderläge, diet, livshistoria, ämnesomsättning, defensiv taktik och/eller tid och plats för verksamheten.