Теорія рівноваги Макартура-Уїлсона

Число видів в ізольованій екосистемі буде постійним, коли швидкість вимирання видів буде дорівнює швидкості заселення новими видами

В природі існує чимало ізольованих екосистем, що дають унікальну можливість для спостереження за появою і зникненням видів. Більшість таких екосистем - це острови, оточені водою, але існують також і інші види «островів». Наприклад, високі плоскогір'я або плато, оточені пустелею або тропічними дощовими лісами, що нагадують острова в небі, у всіх відносинах так само ізольовані, як і далекий атол в Тихому океані.

Теорія Макартура-Вілсона (іноді ще кажуть «закон») названа на честь екологів Роберта Макартура і Едварда О. Вілсона, які сформулювали її в своїй книзі Теорія острівної біогеографії, що вийшла у світ в 1967 році. Книга присвячена визначення кількості видів, які в кінцевому рахунку будуть населяти таку екосистему. Наприклад, ці види можуть бути занесені на острів з найближчого материка штормом або можуть перетнути океан разом з плаваючим сміттям. Уявімо собі, що спочатку острів абсолютно порожній - на ньому взагалі немає ніякого життя. Перший час кожен новий організм, потрапляє на острів, з великою ймовірністю буде поповнювати загальна кількість видів, що мешкають на острові. Однак все частіше новоприбулі будуть виявляти на острові інших представників свого виду, а отже, різноманітність острівних видів буде збільшуватися все повільніше. Якщо побудувати графік, що показує залежність швидкості заселення (тобто числа нових видів, що прибули за даний період часу) від числа видів, вже заселили острів, ми побачимо, що швидкість заселення висока тоді, коли кількість мешканців острова мало, і низька, коли їх число велике.

Як тільки види прибувають на острів, вони починають вимирати. (Тут термін «Вимирання» означає, що вони просто перестають жити на цьому острові, а не те, що вони зникли з лиця Землі.) Коли число які проживають на острові видів невелика, число вимираючих видів також повинно бути невеликим. Однак у міру збільшення числа видів, що живуть на острові, число вимерлих видів також буде рости - як внаслідок зростаючої конкуренції, так і просто тому, що чим більше видів, тим більше вірогідність різних збоїв. Побудувавши графік залежності числа вимерлих видів від числа видів, що мешкають на острові, ми отримаємо криву, зростаючу при збільшенні числа острівних видів.

Тепер уявіть ці дві криві - одна починається вгорі і потім опускається вниз, інша починається внизу і далі піднімається. У якійсь точці ці дві криві перетнуться. Це - точка рівноваги Макартура-Уїлсона. Якщо популяція знаходиться в цій точці, і якийсь вид вимирає з тієї чи іншої причини, завжди знайдеться новий вид-іммігрант, який займе його місце - ніші довго не пустують. Але якщо новий вид прибуває на острів після того, як рівновага встановилося, то якийсь із видів (новоприбулий або інший) буде приречений на вимирання через посилилася конкуренції. Таким чином, точка рівноваги - це біологічна різноманітність, «природне» для даної конкретної екосистеми. Відповідно до теорії, з плином часу кількість видів в ізольованій системі залишатиметься приблизно на тому ж рівні. Дослідження острівних екосистем (Макартур і Уілсон проводили свої перші спостереження у Флоридському затоці) підтверджують це припущення.

Важливо розуміти, що рівновага Макартура-Уїлсона - це динамічна, що змінюється ситуація, зовсім не те ж саме, що статичну рівновагу в природі. І хоча кількість видів з часом може залишатися постійним, конкретні види, представлені в популяції, в кожен момент будуть різними, оскільки вимирання і заселення весь час змінюють склад дійових осіб.

Теорія допомагає зробити й інші прогнози. Наприклад, якщо швидкість заселення знижується, кількість острівних видів, що знаходяться в рівновазі, теж повинно зменшитися. Так, якщо ми візьмемо групу островів, то ті з них, що розташовані далі від материка (тобто ті, де, ймовірно, існує більше перешкод для заселення), повинні мати більш низька різноманітність форм життя, ніж ті, що знаходяться ближче до материка. Цей прогноз також підтверджується спостереженнями.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/