Veřejná doména
Vědci matematicky modelovali život mikrobiálních komunit a vysvětlili, jak se jim daří udržovat rozmanitost a stabilitu současně. Výsledky práce jsou uvedeny v Physical Review Letters a předtisk vědeckého článku si můžete zdarma přečíst na webových stránkách Arxiv.
Po mnoho let nebyli biologové schopni rozluštit tajemství komunity mořských mikroorganismů a pochopit, jak může být tak různorodá a přitom stabilní. Těmito vlastnostmi se mohou pochlubit nejen jednobuněční obyvatelé vodních útvarů, ale také mikrobiální společenství žijící v tělech velkých organismů a na jiných místech.
Ve většině těchto společenstev existují „centrální“druhy, které jsou nejvíce zastoupeny, a „okrajové“druhy, které jsou méně důležité. Všichni soutěží o jeden zdroj nebo omezený rozsah zdrojů. Podle předchozích výpočtů a dřívějších modelů by růst velikosti některých populací měl být ostrý a exponenciální, což by mohlo narušit rovnováhu celé komunity. Vítězné v počtu musí některé populace zachytit většinu zdrojů a ostatní připravit o jídlo na základě zásady konkurenčního vyloučení. Ve skutečnosti se to ale neděje a komunita zůstává stabilní. Vědci tomu říkají paradox planktonu.
Jedna z hlavních teorií vysvětlujících paradox je založena na dvou hlavních principech. První je, že některé bakterie pojídají odpad a odpad, který ostatní vylučují. Další se spoléhá na skutečnost, že nováčci v komunitě by si měli vybrat bezplatné ekologické výklenky nebo lépe než ostatní členové komunity obsadit stávající.
Vědci vytvořili matematickou simulaci této teorie stanovením souboru počátečních pravidel. Každý člen komunity mohl spotřebovat pouze jeden typ zdroje, což způsobilo produkci dvou nových typů. Vědci také navrhli, aby nastupující členové ekosystému mohli přežít, pouze pokud pro sebe najdou mezeru, obsadí prázdnou nebo se naučí, jak lépe využít již obsazený zdroj.
Tento model umožnil vytvořit virtuální komunitu, kde byla, stejně jako ve skutečných mikrobiálních komunitách, udržována stabilita a rozmanitost. Matematici si všimli, že v raných fázích vývoje jejich virtuálního ekosystému někdy došlo k obecným „vymíráním“, kdy se moci chopily nové druhy účinněji využívající zdroj. Potom druhy, které snědly odpad bývalých „oblíbených“, zahynuly. Ale postupem času se komunita stala stabilnější a takové vyhynutí se stalo mnohem méně běžným.