Allmängods
Forskare har matematiskt modellerat livet för mikrobiella samhällen och förklarat hur de lyckas upprätthålla mångfald och stabilitet samtidigt. Resultaten av arbetet presenteras i Physical Review Letters, och förtrycket av den vetenskapliga artikeln kan läsas gratis på Arxivs webbplats.
Under många år har biologer inte kunnat avslöja hemligheten med den marina mikroorganismen och förstå hur den kan vara så mångsidig, samtidigt som den förblir stabil. Inte bara encelliga invånare i vattenförekomster kan skryta med sådana egenskaper, utan också mikrobiella samhällen som lever i stora organismer och på andra platser.
I de flesta av dessa samhällen finns det "centrala" arter, som är de mest representerade, och "perifera", mindre viktiga. De tävlar alla om en resurs eller ett begränsat utbud av resurser. Enligt tidigare beräkningar och tidigare modeller bör tillväxten i storleken på vissa befolkningar vara skarp och exponentiell, vilket kan störa jämvikten i hela samhället. Vinnande i antal måste vissa befolkningar fånga större delen av resursen och beröva andra mat på principen om konkurrensutsättning. Men i verkligheten händer detta inte, och samhället förblir stabilt. Forskare kallar detta planktonparadoxen.
En av huvudteorierna som förklarar paradoxen bygger på två huvudprinciper. Det första är att vissa bakterier äter avfallet och avfall som andra utsöndrar. En annan förlitar sig på det faktum att nykomlingar i samhället bör välja gratis ekologiska nischer eller, bättre än andra medlemmar i samhället, ockupera befintliga.
Forskarna skapade en matematisk simulering av denna teori genom att specificera en uppsättning initiala regler. Varje medlem i samhället kunde bara konsumera en typ av resurs, vilket orsakade produktionen av två nya typer. Forskare föreslog också att nya medlemmar i ekosystemet bara kan överleva om de hittar en nisch för sig själva, ockuperar en tom eller lär sig hur man bättre använder en redan upptagen resurs.
Modellen gjorde det möjligt att skapa en virtuell gemenskap där, som i sanna mikrobiella samhällen, bibehölls stabilitet och mångfald. Matematiker märkte att i de tidiga stadierna av utvecklingen av deras virtuella ekosystem, fanns det ibland allmänna "utrotningar" när nya arter, mer effektivt använder resursen, tog makten. Sedan försvann arten som åt avfallet från de tidigare "favoriterna". Men med tiden har samhället blivit mer stabilt och sådana utrotningar har blivit mycket mindre vanliga.
