Sinh vật thỏa hiệp với nhau trong cộng đồng sinh thái

Tiến sĩ Fangliang He, thành viên của một nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu những vấn đề cơ bản từnglàm đau đầu các nhà khoa học kể từ thời của Đác Uyn: tại sao một số loài lại phổ biến đông đúc trong khi một số loài khác lại hiếm đến thế? Các loài phổ biến và các loài hiếm tương tác với nhau như thế nào? Và làm sao mà hàng trăm, thậm chí hàng nghìn, loài cây lại có thể cùng sinh sống trong một không gian chật hẹp như ở vùng nhiệt đới?

He cùng với Igor Volkov và Jayanth Banavar, thuộc Đại học bang Pennsylvania, Stephen Hubbell thuộc Đại học Georgia và Amos Maritan của Đại học Padova ở Italia đã đưa ra một lý thuyết mới giải thích tại sao rừng mưa nhiệt đới lại có nhiều loài sinh vật và các loài đã tập họp với nhau thành cộng đồng như thế nào.

Các loài phải đáp ứng một số hoàn cảnh nhất định để có thể sống trong cộng đồng. Việc hiểu được các nguyên tắc tạo nên các tập đoàn của cộng đồng là một trong những vấn đề khoa học thách thức nhất mà các nhà khoa học hiện nay đang phải đối mặt. Lý thuyết phù hợp, cho rằng các loài khác nhau thì khác nhau về nhiều khía cạnh, được sử dụng để giải thích sự tập hợp thành cộng đồng. Tuy nhiên, lý thuyết này không dùng để dự đoán các kiểu tập hợp thành cộng đồng như thế nào: về cách thức các loài cùng chia sẻ không gian chật hẹp.

Nỗ lực nghiên cứu của He nhằm tìm hiểu các nguyên tắc tập hợp thành cộng đồng dựa trên cơ sở lý thuyết trung lập mới được Hubbell phát triển. Ý tưởng cơ bản của lý thuyết trung lập này là việc trở thành thành viên của cộng đồng được quyết định bởi 5 quá trình cơ bản: sự sinh, sự tử, sự di trú, sự biệt hóa và bị lôi cuốn một cách ngẫu nhiên. Ngoài ra, lý thuyết này cho rằng mỗi cá thể trong cộng đồng, bất kể loài nào, đều có các tỷ lệ sinh, tử, di trú và đột biến thành loài mới giống nhau.

Nhóm nghiên cứu đã sửa đổi lý thuyết này bằng cách cho rằng tỷ lệ sinh và tỷ lệ tử của các loài không giống nhau, tuy nhiên có một xác suất về sinh và tử "phụ thuộc vào mật độ". Các loài càng đông càng có tỷ lệ sinh thấp và tỷ lệ tử vong cao. Theo He, như vậy là một loài trở thành hiếm thì tỷ lệ sinh sẽ tăng và tỷ lệ tử vong sẽ giảm. Nói cách khác, các loài sẽ tự điều chỉnh để tạo chỗ cho các loài khác nếu chúng tuân thủ theo các nguyên tắc trở thành thành viên. Nếu không tuân thủ nguyên tắc này chúng sẽ bị loại.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm mô hình này bằng cách sử dụng dữ liệu từ 6 khu rừng mưa nhiệt đới - các khu rừng chật hẹp này có tới hơn 1000 loài - trên khắp thế giới. Lý thuyết mới giúp hiểu biết tốt hơn về nguyên nhân tại sao các khu rừng mưa nhiệt đới lại có nhiều loài như vậy. Ưu thế của loài hiếm như vậy điều chỉnh động lực và nhờ đó cho phép sự cùng tồn tại của nhiều loài trong cộng đồng.

Nguồn: Sciencedaily; vista 21/8/2006