Članak istraživača iz Brazila i drugih zemalja, objavljen u časopisu Nature, kombinira evolucijske i teorije mreža kako bi se izračunalo kako vrste mogu koevolirati u velikim mrežama uzajamnosti
Od Darwinove teorije prirodne selekcije u 19. stoljeću, poznato je da interakcije između vrsta mogu generirati odgovore koji mogu oblikovati planetarnu biološku raznolikost.
Klasični primjer koevolucije uzajamnošću uključuje parazita i njegovog domaćina. Kada prvi razvije novi oblik napada, drugi razvija drugu vrstu obrane i prilagođava se. Međutim, kada je riječ o širokoj mreži interakcija sa stotinama vrsta - poput biljaka koje oprašuju mnogi insekti - postaje teže odrediti koji su učinci pokretali koevoluciju u ovoj mreži.
U tim mrežama vrste koje međusobno ne komuniciraju i dalje mogu utjecati na evoluciju vrsta posrednim učincima. Primjer neizravnog učinka bila bi evolucijska promjena u biljci uzrokovana oprašivačem koja na kraju dovodi do evolucijskih promjena drugog oprašivača.
Novo istraživanje uspjelo je po prvi puta kvantificirati težinu neizravnih interakcija u koevoluciji. Zaključak je da utjecaj može biti puno veći od očekivanog.
U studiji objavljenoj 18. listopada u časopisu Nature , grupa ekologa i biologa iz pet institucija - Sveučilišta u Sao Paulu (USP), Državnog sveučilišta Campinas, Sveučilišta u Kaliforniji, Ekološke stanice Doñana i Sveučilišta u Zürichu - kombinirano evolucijska teorija i teorija mreža kako bi se izračunalo kako se vrste mogu koevolirati u velikim mrežama uzajamnosti.
Istraživači su, uz podršku Državne zaklade za podršku istraživanjima u Sao Paulu (Fapesp), razvili matematički model za analizu mreža interakcija i razdvajanje učinaka izravnih i neizravnih interakcija. Mreže koje se proučavaju opisuju međusobne interakcije koje se događaju na određenom mjestu, poput interakcija između pčela koje oprašuju cvijeće pri sakupljanju nektara ili ptica koje konzumiraju plodove različitih vrsta biljaka i šire sjeme.
Studija također donosi važne rezultate za prilagodbu i ranjivost vrsta u situacijama naglih promjena okoliša.
„Rezultati koje smo dobili ovim pristupom sugeriraju da odnosi među vrstama koje ne izravno međusobno djeluju mogu imati veću težinu od očekivane u koevoluciji vrste. Iznenađujuće je da je neizravni utjecaj veći na specijalističke vrste, one koje izravno komuniciraju sa samo jednom ili nekoliko vrsta. Na primjer, možemo zamisliti da je ovaj postupak analogan promjenama u ponašanju ljudi kod kojih posreduju društvene mreže. Te promjene često uzrokuju ljudi s kojima ne žive izravno, već znaju preko zajedničkih prijatelja ”, rekao je Paulo Roberto Guimarães mlađi, profesor na USP-ovom Institutu za bioznanosti i vodeći autor studije.
Analizirano je 75 ekoloških mreža, u rasponu od vrlo malih mreža, s desetak vrsta, do struktura s više od 300 vrsta koje su međusobno u interakciji. Svaka se mreža javlja na različitim mjestima na planetu, u kopnenom i morskom okruženju. Da bi prikupio podatke, tim koji su, pored Guimarãesa, formirali Mathias Pires (Unicamp), Pedro Jordano (IEG), Jordi Bascompte (Sveučilište u Zürichu) i John Thompson (UC-Santa Cruz) računali su na suradnju istraživača koji prethodno opisao interakcije u svakoj mreži.
S podacima u rukama tim je podijelio šest vrsta uzajamnosti u dvije glavne klase: intimni uzajamnosti, slučaj interakcija između anemona i riba-klauna koji gotovo cijeli život provode u jednoj anemoni i uzajamni odnosi višestrukih partnera, poput oprašivanje koje provode pčele i širenje sjemena kralježnjacima, koji obično uspostavljaju brojne interakcije s različitim vrstama na istom mjestu.
Rezultati su pokazali da vrste koje ne komuniciraju izravno mogu biti jednako važne kao i vrste koje izravno komuniciraju kako bi oblikovale evoluciju vrste. Međutim, težina izravnih i neizravnih interakcija ovisi o vrsti uzajamnosti.
„Kada je veza vrlo bliska između partnera u istoj mreži - kao što je slučaj s ribama klaunovima i anemonama ili određenim vrstama mrava koji žive unutar drveća - najvažnija je izravna interakcija. To je zato što su ove mreže interakcija više razdvojene. Dakle, ne postoji toliko mnogo načina za širenje izravnih učinaka. Kad interakcija nije tako intimna, neizravni učinci mogu imati čak i veći učinak od izravnih učinaka na evoluciju vrste ”, rekao je Mathias Pires, iz Unicampovog instituta za biologiju, drugi autor studije.
U simulaciji izvedenoj s disperzijskom mrežom sjemena bogatog vrstama, manje od 30% selektivnih učinaka na specijalne vrste usmjeravali su njezini izravni partneri, dok su učinci neizravnih vrsta predstavljali oko 40%.
Pitanje vremena
Jedna od jasnih posljedica na utjecaj neizravnih odnosa je veća ranjivost vrsta u situacijama naglih promjena u okolišu. To je zato što što su neizravni učinci važniji, to može biti sporiji proces prilagodbe promjenama.
„Promjena okoliša koja utječe na jednu vrstu može generirati kaskadni učinak koji se širi na druge vrste koje se također razvijaju kao odgovor, uzrokujući nove selektivne pritiske. Neizravni učinci mogu stvoriti proturječne selektivne pritiske, a vrstama treba dugo vremena da se prilagode novim situacijama, što ove vrste može učiniti osjetljivijima na izumiranje. U konačnici, promjene okoliša mogu prouzročiti promjene brže od sposobnosti prilagodbe vrsta uronjenih u mrežu ”, rekao je Guimarães.
Kvantifikacija neizravnih učinaka u složenim mrežama izazov je ne samo za ekologiju. Neizravni učinci temeljna su komponenta procesa koji utječu na genetsku strukturu populacije, financijsko tržište, međunarodne odnose i kulturne prakse.
„Zanimljivost u vezi s korištenjem ove metode koju smo razvili je ta da se ona može primijeniti na nekoliko područja. Mrežni pristup interakcije je transdisciplinaran, a alati razvijeni za odgovaranje na pitanja o određenoj temi u ekologiji, na primjer, mogu se koristiti za proučavanje pitanja o društvenim mrežama ili ekonomiji, samo budite kreativni “, rekao je Pires.
Članak Neizravni učinci potiču koevoluciju u uzajamnim mrežama (doi: 10.1038 / nature24273), Paulo R. Guimarães Jr., Mathias M. Pires, Pedro Jordano, Jordi Bascompte i John N. Thompson, može se pročitati u časopisu Nature (kliknite ovdje).
Izvor: Agência Fapesp
