Невидимая шаткость экосистем экспресс
Экосистема похожа на качели, которые кто-то незаметно подталкивает. Раньше считалось, что главное — чтобы качели не раскачались слишком сильно. Но авторы работы показали: опаснее, когда точка равновесия сама съезжает в сторону, где качели уже не могут вернуться.
В природе связи между видами не застыли намертво. Сила, с которой один вид влияет на другой, всё время немного меняется — из-за погоды, болезней, случайных встреч. Эти мелкие толчки не просто колеблют численность вокруг устойчивой точки. Они сдвигают саму точку равновесия. И вот тут возникает сюрприз: даже очень слабые, «лёгкие» случайности приводят к тому, что численность вида может стать очень большой или очень маленькой по закону, который называется степенным. Это как если бы лёгкий ветерок иногда поднимал в воздух не пылинки, а целые дома.
Учёные вывели формулу для критического уровня шума — той силы случайных толчков, при которой сообщество почти наверняка потеряет жизнеспособность. Оказалось, что этот критический уровень падает обратно пропорционально числу видов. Иными словами, большой и разнообразный лес более хрупок к таким случайным сдвигам, чем маленький пруд с пятью видами. Это тревожный вывод для сохранения биоразнообразия.
Авторы не остановились на теории. Они взяли данные по 34 видам и обнаружили степенной закон для большинства из них. А затем проверили свои предсказания на 98 реальных сетях — от мутуализма (взаимовыгодных связей, как у пчёл и цветов) до пищевых цепей. Их метрики хрупкости успешно предсказали, какие сети развалятся быстрее.
Степенной закон с показателем 2, найденный в этой работе, удивительно универсален: он не зависит ни от того, как устроены связи между видами, ни от размера сообщества, ни от конкретного вида.