Ученые показали, что вымирание популяции можно предсказать по некоторым внешним признакам задолго до того, как начнется критическое сокращение численности организмов. Свои выводы исследователи опубликовали в журнале Nature, а их краткое изложение приводится в пресс-релизе университета штата Джорджия.
Применительно к развитию живых систем биологи используют такое понятие как точка бифуркации. Этим термином обозначают такое состояние системы, пройдя которое она не может вернуться к исходному состоянию равновесия. В случае, если речь идет о вымирании какой-либо популяции, то после прохождения точки бифуркации у этой популяции нет шансов восстановить свою численность.
Незадолго до того, как популяция пройдет точку бифуркации, она проходит фазу, известную как критическое замедление. В этой фазе система как бы теряет буферность - она начинает чрезвычайно сильно реагировать на малейшие изменения окружающих параметров, например, изменение температуры или влажности. Теоретические модели предсказывают, что постепенно такие небольшие изменения могут привести к полному вымиранию популяции, однако на практике никто не проверял, действительно ли по критическому замедлению можно предсказать будущий трагический конец.
Авторы новой работы решили проверить это предположение на популяции водяных блох (так называют не насекомых, а крошечных рачков дафний вида Daphnia magna). Ученые наблюдали за несколькими популяциями рачков, одной из которых они постепенно очень сильно снизили количество еды. Животные из этой популяции пытались бороться за выживание, однако через 416 дней последняя дафния погибла. Проанализировав динамику изменения численности рачков, ученые обнаружили, что критическое замедление произошло за 110 дней (восемь поколений рачков) до полного вымирания, отмечает портал LiveScience. Точка бифуркации была пройдена примерно через 300 дней. Иными словами, по характерному уменьшению числа рачков можно было предсказать гибель популяции.
Авторы отмечают, что в своей работе они всего лишь показали, что критическое замедление действительно имеет место в популяциях. Теоретически, полученные результаты приложимы и к другим видам и системам, хотя применить их напрямую нельзя. Процессы, происходящие в биологических системах в дикой природе, намного сложнее, чем в условиях контролируемого эксперимента в лаборатории.