Создана модель для точного прогнозирования развития биологических сообществ
Исследователи из Констанцского университета разработали и экспериментально подтвердили механистическую модель, способную с высокой точностью предсказывать состав биологических сообществ в различных экосистемах. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Механистические модели, основанные на фундаментальных биологических механизмах сосуществования видов, считаются наиболее перспективными в экологии. Учёные проверили модель на сообществах пресноводных водорослей, расширив существующую потребительско-ресурсную модель и подтвердив её высокую прогностическую способность.
«Нам потребовалось чрезвычайно большое количество экспериментов для всестороннего изучения модели, — объясняет профессор Лутц Бекс, руководитель исследования. — Это стало возможным только благодаря современному лабораторному оборудованию».
На первом этапе исследования было проведено 864 эксперимента по выращиванию водорослей с использованием лабораторного робота. Подсчёт клеток водорослей выполнялся автоматически с помощью современного высокопроизводительного микроскопа, а для идентификации видов применялся искусственный интеллект.
В ходе дальнейших экспериментов учёные сравнили наблюдаемое развитие сообществ с прогнозами модели. Результат показал, что механистическая модель с высокой точностью предсказала состав различных сообществ.
Исследователи также протестировали экологические правила биолога Дэвида Тилмана. Компьютерное моделирование показало, что только первое правило — о том, что каждый вид должен ограничиваться разными ресурсами — является универсальным. Второе правило работает только для заменяемых ресурсов.
Разработанный подход будет применён в проекте по секвестрации CO₂ с помощью фитопланктона. Учёные планируют идентифицировать устойчивые к изменениям среды сообщества фитопланктона, которые смогут эффективно поглощать углекислый газ из атмосферы.
0 комментариев