Dominio publico
Los científicos han modelado matemáticamente la vida de las comunidades microbianas, explicando cómo se las arreglan para mantener la diversidad y la estabilidad al mismo tiempo. Los resultados del trabajo se presentan en Physical Review Letters, y la preimpresión del artículo científico se puede leer de forma gratuita en el sitio web de Arxiv.
Durante muchos años, los biólogos no han podido desentrañar el secreto de la comunidad de microorganismos marinos y comprender cómo puede ser tan diversa, sin dejar de ser estable. No solo los habitantes unicelulares de los cuerpos de agua pueden presumir de tales características, sino también las comunidades microbianas que viven en los cuerpos de organismos grandes y en otros lugares.
En la mayoría de estas comunidades existen especies “centrales”, que son las más representadas, y “periféricas”, que son menos importantes. Todos compiten por un recurso o una gama limitada de recursos. Según cálculos anteriores y modelos anteriores, el crecimiento en el tamaño de algunas poblaciones debería ser fuerte y exponencial, lo que podría alterar el equilibrio de toda la comunidad. Al ganar en números, algunas poblaciones deben capturar la mayor parte del recurso, privando a otras de alimentos por el principio de exclusión competitiva. Pero en realidad esto no sucede y la comunidad permanece estable. Los científicos llaman a esto la paradoja del plancton.
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Una de las principales teorías que explican la paradoja se basa en dos principios fundamentales. La primera es que algunas bacterias se comen los desechos y los desechos que otras excretan. Otro se basa en el hecho de que los recién llegados a la comunidad deben elegir nichos ecológicos libres o, mejor que otros miembros de la comunidad, ocupar los existentes.
Los investigadores crearon una simulación matemática de esta teoría estableciendo un conjunto de reglas iniciales. Cada miembro de la comunidad solo podía consumir un tipo de recurso, provocando la producción de dos nuevos tipos. Los científicos también sugirieron que los miembros emergentes del ecosistema pueden sobrevivir solo si encuentran un nicho para sí mismos, ocupando uno vacío o aprendiendo cómo usar mejor un recurso ya ocupado.
El modelo permitió crear una comunidad virtual donde, como en las verdaderas comunidades microbianas, se mantuvo la estabilidad y la diversidad. Los matemáticos notaron que en las primeras etapas del desarrollo de su ecosistema virtual, a veces había “extinciones” generales, cuando nuevas especies, utilizando el recurso de manera más eficiente, tomaban el poder. Entonces perecieron las especies que se comieron los desechos de los antiguos "favoritos". Pero con el tiempo, la comunidad se ha vuelto más estable y tales extinciones se han vuelto mucho menos comunes.
