Looduse rütme dirigeerivad kiskjad ja saak

Looduses võib sünkroonsust näha tuksuvais südameis, jaanimardikate tulede plinkimises, nakkushaiguste tõusudes ja mõõnades - nagu ka asurkondade samaaegsetes esilekerkimistes ja tagasilangustes tohutute vahemaade taga. Ehkki teadlased on tuvastanud mõned tegurid, mis seda meloodilist fenomeni selgitavad, pole iga teguri suhtelise rolli määr selles peenhäälestatud orkestris veel täpselt teada.

Nüüd, 22. juulil ilmunud ajakirja Nature veebiversioonis teatavad Yale'i ja Calgary ülikoolide uurijad, et kiskjate ja saakloomaliikide vastastikused mõjud kujutavad endast elusorganismide sünkroonsuse "dirigente", vahendab ScienceDaily.com.

"Nende vastasmõjude muutmine võib tuua kaasa katastroofilisi tagajärgi vastavatele süsteemidele," ütles uurimustöö kaasautor ning Yale'i ökoloogia ja evolutsioonibioloogia professor David Vasseur.

Vasseur ja Calgary bioloogiateaduste professor Jeremy Fox seadsid eesmärgiks selgitada välja tegurid, mis on ruumilise sünkroonsuse tekitamiseks kõige olulisemad. Populatsioonide tõusude ja mõõnade tihedat vastastikust seost on dokumenteeritud näiteks kanada ilvese ja ameerika jänese asurkondade juures. Ühes piirkonnas mõõdetud muutuseid ilveste ja jäneste arvukuses matkitakse täpselt kogu mandril.

Uurijad on tuvastanud sünkroonsuse - asurkondade samaaegsete tõusude ja mõõnade - kolm peamist põhjust. Näiteks võivad jäneste või ilveste üksikisendid kolida ühest isoleeritud populatsioonist mõnda teise. See tegur, mida nimetatakse hajumiseks, võib eri asurkondade esilekerkimisi ja tagasilanguseid ühendada.

Teist tegurit nimetatakse Morani efektiks; selle kohaselt kalduvad üksteisest eraldatud loomarühmad, mis kogevad sarnaseid keskkonnakõikumisi - näiteks põudasid -, tõusma ja mõõnama samas rütmis.

Kolmas tegur on liikide vastastikune suhe - näiteks kiskjaliigi ja tolle kütitava saakliigi vahel.

Kontrollimaks, millised neist teguritest on kõige olulisemad, konstrueerisid Vasseur ja Fox mudeli, mida kombineerisid jada katsetega, mille raames seirati pudelites säilitatud magevees elutsevate mikroorganismide arvukust. Organisme toimetati pudelist pudelisse (hajutamine), pudeleid "kasvatati" samasuguste temperatuuride juures (Morani efekt) ning neisse viidi kiskjaliik, mis toitub mikroorganismidest. Katseliselt kontrolliti kõigi nende tegurite kombinatsioone. Näiteks hajutati ühes katses organisme samasuguse temperatuuriga pudelite vahel; teises katses hoiti organisme samadel temperatuuridel ilma hajutamiseta. Teadlased leidsid asurkondadest reaktsioonina temperatuurimuudatustele järjepideva sünkroonsuse. Organismide vahetamine kutsus sünkroonsust esile aga ainult siis, kui mängus olid ka kiskjad. Ilma kiskjate juuresolekuta üksikisendite hajutamine populatsioonide sünkroniseerumist ei põhjustanud.

"Kiskjad muudavad fundamentaalselt seda, kuidas nende saak ajas varieerub. See tekitab tsüklilise mustri, mis kutsub esile kiire sünkroniseerumise paljudes piirkondades juba väga väikese hajumise juures," ütles Vasseur. "Nende tsüklite kadumine, olgu liikide väljasuremise või globaalse kliimamuutuse tagajärjel, võib kaasa tuua drastilisi tagajärgi ökosüsteemide stabiilsusele ja liikide säilimisele."

Kiskjaliigi olemasolu tekitab tsüklilise mustri, mis on peaaegu samane teiste looduslike sünkroonsusilmingutega. "See sünkroonsus saavutatakse samamoodi nagu paljud teised looduslikud sünkroonsusfenomenid," kinnitas Fox. "Tsüklilised süsteemid plinkivatest jaanimardikatest ilveste ja jänesteni on nagu trampliinil üles-alla hüppavad lapsed. Kiskjate lisamine nagu sunniks neid käest kinni hoidma, nii et kõik peavad põrkama samaaegselt."