• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Model matematyczny dostarcza wskazówek co do aktywności ekosystemów

    18.05.2011. 16:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Wyniki nowych badań przeprowadzonych w Hiszpanii pokazują, że gatunki są dla ekosystemów tym czym komórki dla organizmu człowieka. Naukowcy opracowali model matematyczny, który odtwarza zachowanie ekosystemu, pomagając ocenić dynamikę i reakcje ekosystemu w różnych sytuacjach. Ekosystem tworzy trwałą całość, podczas gdy jednostki budujące ekosystem nieustannie się zmieniają. Model zaprezentowano w czasopiśmie Journal of Theoretical Biology.

    Wykorzystując model matematyczny zespół z Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) odkrył, że ekosystem osiąga stan, w którym relatywnie niewiele na niego wpływa, chociaż gatunki w nim występujące są stale zastępowane innymi. Nawet jeżeli nastąpi pełna zmiana, podobna do tej, jaka zachodzi w organizmie człowieka, ekosystem pozostaje w mniej więcej takim samym stanie.

    "Ujmując rzecz krótko - zmieniają się gatunki, ale nie struktura" - wyjaśniają prof. José A. Cuesta i prof. José A. Capitán z Wydziału Matematyki UC3M - autorzy artykułu.

    Zdaniem naukowców organizmy wielokomórkowe przypominają ekosystemy. Rozmaite typy komórek są budulcem człowieka i współpracują ze sobą, rywalizując jednocześnie o zasoby. Ludzie są "skolonizowani" przez różnorodne typy bakterii występujące między innymi na skórze i w jelitach. Aktywność bakterii, zdaniem naukowców, jest powiązana z innymi procesami w naszym organizmie. Wirusy mogą albo siać spustoszenie w organizmie, albo pomagać regulować DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) człowieka.

    "Organizmy te zmieniają się nieustannie w taki sposób, że po upływie wystarczająco długiego czasu wszystkie jednostki, które nas tworzą zostają jedno- lub wielokrotnie zastąpione" - podkreśla profesor Cuesta. "Mimo tego przez cały ten proces nadal pozostajemy sobą. To samo dzieje się w ekosystemach."

    Wyniki badań pokazują, że ekosystemy są jak "samowystarczalne jednostki" - zauważa zespół. "Mamy obsesję na punkcie ochrony gatunków, tymczasem o wiele istotniejsza jest ochrona ekosystemów" - dodają autorzy.

    Według naukowców zastąpienie zagrożonych gatunków innymi gatunkami - wchodzącymi w podobne interakcje z pozostałymi gatunkami w danym ekosystemie - może być czasami użyteczne. Choć byłaby to zagłada gatunku, to tak naprawdę zapewniłaby ona nienaruszalność ekosystemu.

    Tymczasem zespół dodaje również, że gatunki pełnią kluczową rolę w ekosystemie i środowisku. "Gatunki wchodzą w interakcje - zjadają jedne drugie, walczą o terytorium... i to powoduje, że obecność lub nieobecność niektórych gatunków jest najbardziej wpływowym czynnikiem w przetrwaniu innych gatunków" - mówi profesor Cuesta. "Ta właściwość gatunków, pozwalająca im tworzyć swoje własne środowisko i budować ekosystem, jest aspektem, który nas najbardziej interesował przy podejmowaniu tych badań."

    Dzięki opracowanemu przez zespół modelowi matematycznemu ekosystemy mogą być monitorowane przez długie okresy, przynosząc naukowcom odpowiedzi na pytania pozostające dotychczas bez odpowiedzi.

    "Modele matematyczne okazują się być bardzo pomocne, kiedy trzeba skoncentrować się na typie danych, jakie mają być zgromadzone w celu sprawdzenia hipotezy" - zauważa profesor Cuesta. "Co więcej ekologia matematyczna ma długą tradycję w tej dziedzinie i sami ekologowie robią bardzo interesujące rzeczy, wykorzystując techniki matematyczne opracowane do wykorzystania w stosunku do innych zjawisk."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Ostoja (refugium) - w ekologii i ochronie przyrody jest to obszar wyróżniający się pod względem przyrodniczym, na którym występują rzadkie, ginące, zagrożone gatunki roślin lub zwierząt czy zanikające typy ekosystemów. Przykładowo, refugiami dla leśnych gatunków roślin w krajobrazie rolnicznym mogą być zarośla śródpolne, wyspy leśne itp.

    Ostoja (refugium) - w ekologii i ochronie przyrody jest to obszar wyróżniający się pod względem przyrodniczym, na którym występują rzadkie, ginące, zagrożone gatunki roślin lub zwierząt czy zanikające typy ekosystemów. Przykładowo, refugiami dla leśnych gatunków roślin w krajobrazie rolnicznym mogą być zarośla śródpolne, wyspy leśne itp.

    Gatunek kluczowy – gatunek, niezbędny do prawidłowego funkcjonowania całego ekosystemu, warunkujący istnienie innych gatunków, jak np. gatunki zapylające, zwierzęta roznoszące nasiona, rośliny żywicielskie, drapieżniki kontrolujące liczebność.

    Ochrona ex situ (łac. ex situ – poza miejscem) – ochrona gatunku chronionego realizowana przez przeniesienie go do ekosystemu zastępczego, gdzie może on dalej żyć samodzielnie w warunkach naturalnych, lub do środowiska sztucznie stworzonego, w którym musi być otoczony stałą opieką człowieka. Przenoszone mogą być całe osobniki roślin albo ich nasiona, bulwy i kłącza. Ochronę ex situ mogą podejmować jedynie instytucje naukowe i urzędy konserwatorskie. W ten typ ochrony zaangażowane są głównie ogrody zoologiczne i ogrody botaniczne, gdzie prowadzone są badania zagrożonych gatunków, ich rozmnażanie i wymiana.

    Inwazja jeden z podstawowych procesów ekologicznych polegający na zajmowaniu danego terytorium przez gatunki zajmowane do tej pory przez przedstawicieli innych gatunków. Najczęściej zachodzi wówczas, gdy w danym ekosystemie pojawia się nowy gatunek, np. nie posiadający wrogów naturalnych (gatunek inwazyjny). Wówczas może przyczynić się on do wyparcia gatunków rodzimych zajmujących podobną niszę ekologiczną. W takiej sytuacja inwazja przeradza się w sukcesję.

    Bezpieczeństwo ekologiczne to taki stan ekosystemu, w którym ryzyko zakłóceń jego składowych jest niewielkie (zerowe albo nieosiągalne).

    Gatunek autochtoniczny - gatunek rodzimy dla danego ekosystemu, siedliska, biocenozy. Gatunki autochtoniczne stanowią o składzie faunistycznym i florystycznym danego obszaru geograficznego i są wypierane przez gatunki alochtoniczne (gatunki inwazyjne), często wskutek działania człowieka.

    Dodano: 18.05.2011. 16:49  


    Najnowsze