Ett par forskare, en med Simons Center for the Study of Living Machines i Indien, den andra med University of Illinois i USA, har byggt en modell för att förklara en paradox med plankton. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , Akshit Goyal och Sergei Maslov beskriver sin modell och hur väl de tror att den skildrar faktiska bakteriesamhällen.

Som forskarna noterar, under många år, Biologer har undrat hur det kommer sig att bakteriesamhällen kan vara så olika och ändå så stabila. I de flesta sådana samhällen, många av populationerna borde växa exponentiellt, vilket skulle få ett bakteriesamhälle ur balans – men detta händer inte. Istället, samhället förblir stabilt. Detta fenomen har kommit att kallas planktonets paradox. En av de ledande teorierna för att förklara paradoxen bygger på två huvudidéer - den ena är att en del av bakterierna konsumerar avfall från en annan art. Den andra är att potentiella nya medlemmar i en gemenskap bara kan överleva genom att fylla en nisch som är obesatt av andra, eller genom att bättre fylla den nischen. I denna nya insats, forskarna skapade en matematisk modell för att simulera denna teori.

För att skapa modellen, forskarna började med några grundläggande "regler" för deras teoretiska gemenskap. Varje medlem förbrukar bara en typ av resurs, och att konsumera det orsakar produktion av exakt två nya resurser. Paret antog också att alla nya medlemmar bara kunde överleva om det fanns en öppen nisch, eller om de var bättre på att utnyttja en resurs än en nuvarande medlem.

Genom att använda modellen för att skapa en datorsimulering, forskarna fann att deras enkla regler ledde till en virtuell gemenskap som som verkliga bakteriesamhällen, var både mångsidig och stabil, och blev i själva verket allt stabilare i takt med att organismerna blev mer mångfaldiga. De noterade att i de tidiga stadierna av samhällsutveckling, ibland inträffade laviner av dödsfall, under vilken en ny, effektivare arter fick fotfäste, få existerande medlemmar av en art att dö ut, vilket resulterade i att de arter som livnärde sig på dess avfall dog ut, och så vidare. Men allt eftersom tiden gick och ett samhälle blev stabilare, laviner blev mindre vanliga. Forskarna noterade också att deras modell förklarar varför två samhällen under ideala förhållanden kan utvecklas så olika från varandra - allt beror på historien om nya medlemskap.

© 2018 Phys.org