Учёные из России и Германии выявили новые закономерности функционирования водных экосистем, гармонично вписывающиеся в теорию хаоса. Исследование при финансовой поддержке Российского научного фонда предоставляет уникальные данные.
"Поразительно, но хаотические процессы ярче проявлялись в максимально стабильных условиях. Это доказывает: даже идеально сбалансированные системы нуждаются в элементах непредсказуемости", – поделился открытием Сергей Скарлато, главный научный сотрудник Института цитологии РАН.
Магия непредсказуемости
В науке "хаос" определяют как явления, чьё поведение невозможно описать линейными уравнениями. Реакция на совокупность внешних факторов здесь не сводится к сумме воздействий каждого из них.
Уроки Эдварда Лоренца
Классический пример – открытый метеорологом Эдвардом Лоренцем "эффект бабочки". Минимальные стартовые отклонения приводят к кардинально разным результатам: взмах крыла насекомого теоретически может повлиять на погоду континентов.
Хаос как вселенский закон
Позже хаотические модели выявили в биржевой торговле, транспортных потоках, демографии животных и нейробиологии. Согласованный хаос оказался важнейшим элементом функционирования сложных систем.
Новое слово от российско-германской команды
Группа Сергея Скарлато продемонстрировала хаотические принципы в высокоорганизованных водных сообществах с минимальными флуктуациями. Это пролило свет на фундаментальные законы природы.
"Впервые изучено взаимодействие регуляторов и внутренней динамики сложного планктона в идеально контролируемых условиях света и температуры. Годовой эксперимент охватил четыре моделируемые экосистемы," – пояснил учёный.
Парадокс Балтийского хаоса
Наблюдения за организмами из Балтийского моря выявили удивительную закономерность: хаотические всплески фиксировались на всех уровнях пищевых цепочек – между фитопланктоном, хищниками и консументами. Они самопроизвольно возникали, вносили изменения и исчезали.
Российский научный фонд назвал это явление "парадоксом хаоса": при внешней стабильности именно взаимовлияние организмов запускало непредсказуемую динамику всей системы.
Перспективы для устойчивости экосистем
Учёт хаотических процессов позволит точнее прогнозировать устойчивость морских сообществ к климатическому стрессу. Методика Скарлато открывает новую страницу в охране биоразнообразия – научный мир вдохновлён открывшимися возможностями!
Изображение: rawpixel/Фотобанк RU.123.RF
Источник: scientificrussia.ru
