Publiek domein
Wetenschappers hebben het leven van microbiële gemeenschappen wiskundig gemodelleerd en uitgelegd hoe ze erin slagen om tegelijkertijd diversiteit en stabiliteit te behouden. De resultaten van het werk worden gepresenteerd in Physical Review Letters, en de voordruk van het wetenschappelijke artikel is gratis te lezen op de Arxiv-website.
Biologen zijn er al jaren niet in geslaagd het geheim van de gemeenschap van mariene micro-organismen te ontrafelen en te begrijpen hoe deze zo divers kan zijn en toch stabiel kan blijven. Niet alleen eencellige bewoners van waterlichamen kunnen bogen op dergelijke kenmerken, maar ook microbiële gemeenschappen die in de lichamen van grote organismen en op andere plaatsen leven.
In de meeste van deze gemeenschappen zijn er "centrale" soorten, die het meest vertegenwoordigd zijn, en "perifere" soorten, die minder belangrijk zijn. Ze strijden allemaal om één bron of een beperkt aantal bronnen. Volgens eerdere berekeningen en eerdere modellen zou de groei van de omvang van sommige populaties scherp en exponentieel moeten zijn, wat het evenwicht van de hele gemeenschap zou kunnen verstoren. Door in aantal te winnen, moeten sommige bevolkingsgroepen het grootste deel van de hulpbronnen veroveren, terwijl ze anderen voedsel onthouden volgens het principe van uitsluiting door concurrentie. Maar in werkelijkheid gebeurt dit niet en blijft de gemeenschap stabiel. Wetenschappers noemen dit de planktonparadox.
Een van de belangrijkste theorieën die de paradox verklaren, is gebaseerd op twee hoofdprincipes. De eerste is dat sommige bacteriën het afval en afval eten dat anderen uitscheiden. Een andere vertrouwt op het feit dat nieuwkomers in de gemeenschap vrije ecologische niches moeten kiezen of beter dan andere leden van de gemeenschap om bestaande niches te bezetten.
De onderzoekers creëerden een wiskundige simulatie van deze theorie door een reeks initiële regels te specificeren. Elk lid van de gemeenschap kon slechts één type hulpbron verbruiken, waardoor er twee nieuwe typen werden geproduceerd. Wetenschappers suggereerden ook dat opkomende leden van het ecosysteem alleen kunnen overleven als ze een niche voor zichzelf vinden, een lege plek bezetten of leren hoe ze een reeds bezette hulpbron beter kunnen gebruiken.
Het model maakte het mogelijk om een virtuele gemeenschap te creëren waar, net als in echte microbiële gemeenschappen, stabiliteit en diversiteit werden gehandhaafd. Wiskundigen merkten op dat er in de vroege stadia van de ontwikkeling van hun virtuele ecosysteem soms algemene "uitstervingen" waren, toen nieuwe soorten, die de hulpbron efficiënter gebruikten, de macht grepen. Toen kwamen de soorten om die het afval van de vroegere "favorieten" aten. Maar na verloop van tijd is de gemeenschap stabieler geworden, en dergelijke uitstervingen zijn veel minder gebruikelijk geworden.
