Naturens mangfoldighed sat på formel

I naturen bevæger dyr sig rundt og trænger ind i nye områder, hvor andre dyr har deres levested. Her kan de jagte og æde nogle af de oprindelige dyr, og de kan også selv blive ædt. De bliver altså en del af fødekæden. Dette mønster med at æde og blive ædt kan være i balance eller det kan føre til forstyrrelser i miljøet som for eksempel, da man indførte kaniner i Australien, og kaninerne formerede sig voldsomt, da de ikke havde nogle naturlige fjender.

Men hvordan ved man, at et økosystem er i balance? Kan man ligefrem sætte det på formel? Ja, det har en gruppe biofysikere fra Niels Bohr Institutet gjort. Formlen hedder Lotka-Volterra og den bruges til at beregne den gensidige påvirkning, som er en afgørende faktor i en bæredygtig sameksistens.

Statistisk analyse af biologi

”Vi har brugt data fra biologiske observationer og analyseret sammenhængen mellem de forskellige arter og deres led i fødekæden. Nogle arter æder planter, mens andre æder andre dyr. Vi kan se, at det er ekstremt vigtigt, at der er balance mellem hvem, der æder hvad, og hvor mange, der jager de samme byttedyr”, fortæller Namiko Mitarai, lektor i biofysik på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet. Hun har sammen med lektor Jan Härter og professor Kim Sneppen, begge fra forskningsgruppen Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet lavet de omfattende statistiske beregninger.

Namiko Mitarai forklarer, at de først bruger de klassiske beregninger fra teorierne om økosystemer, som siger, at to rovdyr ikke kan forekomme samtidigt, hvis de begge udelukkende lever af samme byttedyr. Men i deres analyse har de modificeret den indbyrdes konkurrence ved at sige, at to konkurrerende rovdyr godt kan forekomme side om side, hvis de selv er byttedyr for andre rovdyr.

Rovdyr skal selv være byttedyr

Den, der æder græs, bliver ædt af et kødædende dyr, der ædes af et andet kødædende dyr osv. Hvis to arter jager de samme byttedyr er det vigtigt, at de to arter også bliver jaget af andre dyr. Hvis den ene af de to arter er bedst til at fange byttet, vil den udkonkurrere den anden, da der ikke vil være nok bytte til den anden. Men hvis den dygtigste art også jages af andre dyr, kan den mindre dygtige art alligevel godt have nok bytte til at overleve. Der er altså hele tiden denne kobling mellem arterne.

Det, de også kan se, er kombinationen af arter i fødekædens forskellige led. Som man også ser i data fra feltstudierne, viser det sig, at disse ’regler’ om, at rovdyr selv skal være byttedyr for andre rovdyr medfører, at der er langt flere dyrearter i de mellemste led af fødekæden end i bunden og toppen. Derudover viser forskningen, at dyr, som både er planteædere og kødædere, kan have en speciel rolle ved at stabilisere fødekæden, da de kombinere flere forskellige næringskæder.

”I et større perspektiv vil vores beregningsmetode gøre os i stand til at forudse, hvilke typer af invasive arter, der kan føre til store ændringer og måske endda kollaps af økosystemet i et givent område, og metoden vil også kunne bruges til at forudse senere uddøen af arter på grund af fjernelse af oprindelige dyr i området”, siger Namiko Mitarai.

• Artikel i PLoS Computational Biology>>