Эволюционные биологи давно определили, что возникновение редких характерных особенностей в пределах популяции может привести к увеличению разнообразия. Например, хищники небольших размеров, живущие среди превышающих их по количеству крупных собратьев, имеют значительное преимущество – доступ к обилию мелкой добычи. А это увеличивает вероятность того, что данная черта (небольшие размеры) получит надлежащее ей процветание в популяции.

«Но существующие математические модели, включающие такие преимущества «редких типов», как правило, имеют ряд серьёзных недостатков», – утверждает Майкл Доэбели (Michael Doebeli), научный сотрудник Центра исследования биологического разнообразия при UBC и профессор кафедр математики и зоологии. – «Они основываются лишь на отдельных характерных признаках – на размере тела, например, – и утверждают, что преимущества именно этих признаков сыграли главную роль в сохранении разнообразия видов».

Доэбели вместе с научным сотрудником Ярославом Исполатовым (Iaroslav Ispolatov) разработали и применили новую модель для поиска ключа к разгадке главной эволюционной тайны.

Опираясь на классические модели конкуренции на основе отдельных особенностей, учёные разработали собственную математическую теорию, оценивающую эволюционное влияние группы отличительных характеристик, и обнаружили, что повышение уровня сложности модели значительно снизило порог сохранения разнообразия и развития новых видов.

«Когда в модели используется лишь один фактор – изолировано от других – часто обнаруживается, что экологические взаимодействия являются не достаточно сильными, чтобы стать толчком для развития разнообразия. Но большое количество черт, образовывающих единую систему, пусть и при очень слабом взаимодействии, способно породить многообразие. Наш подход гораздо сильнее отображает сложность реальности – все организмы имеют, по крайней мере, десятки, если не сотни, экологически существенных признаков, отличающих их от остальных», – заявил Доэбели.

Математически биологический феномен находит своё отражение в фундаментальных свойствах собственных значений квадратичных форм. Теория поможет объяснить огромное разнообразие видов, наблюдаемое во многих экосистемах, например, в мире микробов океана. По факту, именно популяции микробов могут стать первоначальным полигоном для модели.

«Было бы интересно проверить, возможно ли на генетическом уровне управлять различными отличительными особенностями и регулировать их взаимодействие, влияя, таким образом, на развитие диверсификации».

Источник: physorg.com

Страницы: 1 2

загрузка...