بر اساس شبیه سازی ها، ممکن است بعضی از جوامع زیستی بسته به وابستگی درونی گونه ها، به بقای گونه های کلیدی خاصی حساس باشند.

بعضی از جوامع زیستی گیاهان و موجودات که گرده افشانی می کنند، به یک یا چند گونه وابسته شده و نسبت به انقراضشان حساس شوند. پژوهشگران ویژگی هایی از مدل نظری شبکه های هم‌وابسته را در چنین جوامعی مطالعه کردند و فهمیدند که بعضی از مشخصه ها می تواند این حساسیت به سرنوشت دیگر گونه ها را افزایش دهد. آن ها می گویند که نتایج می تواند به زیست شناسان کمک نماید تا بحران کنونی در دنیای زنبوران عسل را درک و مدیریت کنند.

روابطی همچون روابط بین شکارچی و شکار یا تعاملات همزیستی بین گیاهان و حشرات گرده افشان، گونه های یک جامعه زیستی را در شبکه ای پیچیده از وابستگی های متقابل پیوند می دهند. یعنی مرگ یک گونه می تواند اثرات چشمگیری داشته باشد که به سختی قابل پیش بینی و حتی مصیبت بار باشند. حشره شناسان، کشاورزان و تاکستان داران در سال های گذشته نگران زنبوران عسل بوده اند زیرا جمعیت های آن ها به دلایل نامعلوم در حال کاهش است. چون زنبورها نقشی اساسی در گرده افشانی گیاهانی همچون محصولات کشاورزی دارند، کاهش آن ها دغدغه های فزاینده ای درباره پایداری کل زیست بوم به وجود آورده است.

کالین کمپل[i] از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و همکارانش به دنبال پاسخ این پرسش هستند که چرا بعضی از جوامع حشرات گرده افشان به طور خاص به چند گونه کلیدی اندک وابسته هستند. گروه اخیرا مدل رایانه ای از جوامع حشرات گرده افشان طراحی کرده اند که می تواند شبکه های زیستی مختلفی را با ویژگی های خاص «رشد» دهد؛ این ویژگی ها می تواند از قبل تعریف شود[1]. می توان شبکه را به شکل مجموعه ای از نقاط دانست که نمایشگر گونه هایی هستند که تعمالات بین آن ها را با خط به هم متصل می کند؛ نمونه ای از تعاملات حشرات گرده افشان و گیاهان. شبکه می تواند پیچیده باشد، مثلا بعضی از حشرات بیش از یک گیاه را گرده افشانی کنند و بعضی از گیاهان از چند حشره سود می برند.

در این مدل، جمعیت هر گونه یا «فراوان» یا «کمیاب» است. در هر زمان، حالت هر گونه به حالت قبلی گونه های متصل به آن بستگی دارد. شبکه مقاوم شبکه ای است که هر گونه نهایتا در یک حالت باقی می ماند یا به تناوب بین فراوانی و کمیابی نوسان می کند.

هم‌وابستگی. شبیه سازی های گیاهان و گرده افشانان نشان می دهد که بعضی از جوامع تنها به سلامت گونه های بحرانی خاصی حساس هستند.

پژوهشگران قبلا بعضی از عوامل موثر بر پایداری بلندمدت این شبکه ها را مطالعه کرده اند[1] و اکنون به طور خاص به اثرات حذف گونه ها از یک جامعه پایدار پرداخته اند. آن ها نمونه ای از 1000 شبکه ساختند که هر کدام حاوی 50 گیاه و 50 گونه گرده افشان است و سپس توانایی شبکه را با متمایزسازی گونه به طور تصادفی سنجیدند. گروه فهمید که با چند تمایز خاص، جمعیت ها در یک جامعه تنظیم می شوند؛ و شاید بعضی از گونه ها به طور دایم از یک حالت به حالتی دیگر بروند یا نوسانی تناوبی را شروع نمایند. اما جمعیت کل جامعه بعد از حذف فقط چند گونه اندک، کاهش می یابد. در 0.02 درصد از موارد، حتی یگ گونه هم می تواند باعث این کاهش جمعیت شود.

در این موارد بسیار حساس، پژوهشگران متوجه شدند این شبکه ها ساختار سلسله مراتبی دارند-«تنیدگی» بالا- همانند چند شاخه‌گی متوالی یک درخت از تنه مرکزی. به علاوه، هسته مرکزی این سلسله مراتب در چنین مواردی، گروهی کوچک از گونه های بسیار متصل است. کمچبل می گوید که ترکیب این دو ویژگی –تنیدگی بالا و یک هسته کوچک اما بسیار متصل- «باعث ایجاد شبکه ای می شود که قویا به گونه های منفرد یا مجموعه کوچکی از گونه ها وابسته است.»

استفانو آلسینا[ii] متخصص مدلسازی شبکه های زیست بوم در دانشگاه شیکاگو می گوید:«نتایج بدیع و به موقع هستند. حدسم این است که مدل بسیار تاثیرگذار می شود و توان بالقوه زیادی دارد.»

اگرچه این مطالعه بر شبکه های گیاه-گرده افشانی می پردازد که افت جمعیت ناشی از گونه های نادر است، کمپبل انتظار دارد که این نتایج برای دیگر  جوامع نیز صادق باشد. یافت ها به تعیین راه حل هایی برای این جوامع شکننده کمک می کند. کمپبل این طور توضیح می دهد:«با تعیین این که کدام گونه برای بقای جامعه ضروری است(گونه اساسی)، تصمیمات آگاهانه بیشتری می توان گرفت؛ مثلا معرفی گونه هایی که گونه هایی اساسی را تقویت می کنند.» او می گوید ممکن است در مورد زنبورهای عسل، ترغیب جمعیت به گونه های گل بحرانی کمک کند.

نویسنده

فیلیپ بل- نویسنده مستقر در لندن و مولف کتاب Curiosity: How Science Became Interested in Everything در سال 2002 است.

منبع

Some Communities Dependent upon Few Species, APS Physics News, August 31, 2012, link

مراجع

1.     C. Campbell, S. Yang, R. Albert, and K. Shea, ”A Network Model for Plant-Pollinator Community Assembly,” Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 197 (2010).

2.     C. Campbell, S. Yang, K. Shea, and R. Albert, ”Topology of plant-pollinator networks that are vulnerable to collapse from species extinction”, Phys. Rev. E 86, 021924 (2012).