Caos en un experimento a largo plazo con una comunidad de plancton

Área de la Ciencia:

• Ecología Ecología Ecología.
• Ecología teórica de la ecología teórica
• Ecología marina Ecología marina.

Sus antecedentes:

• Los modelos matemáticos sugieren que las interacciones de las especies pueden conducir al caos ecológico.
• La evidencia experimental para el caos en la ecología es limitada, especialmente en sistemas complejos.
• Los estudios anteriores a menudo usaban sistemas simplificados, artificiales y de corta duración.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar experimentalmente el caos en una red alimenticia ecológica compleja a largo plazo.
• Investigar la dinámica de la población y la previsibilidad dentro de dicho sistema.
• Desafiar la suposición de que la estabilidad es necesaria para la persistencia de la red alimentaria.

Principales métodos:

• Estableció una compleja red alimentaria desde el Mar Báltico en un laboratorio del mesocosmo.
• Incluye bacterias, fitoplancton, zooplancton (herbívoros y depredadores), y los detritivoros.
• Abundancias de especies monitoreadas dos veces por semana durante más de 2.300 días bajo condiciones externas constantes.

Principales resultados:

• Se observaron fluctuaciones significativas en la abundancia de especies a través de varios órdenes de magnitud.
• Identificó varias periodicidades en la dinámica de las poblaciones, vinculadas a las interacciones de las especies.
• Se calcularon exponentes positivos de Lyapunov, que indican dinámicas caóticas para cada especie.
• Encontró una previsibilidad limitada a un corto horizonte de tiempo (15-30 días).

Conclusiones:

• Las interacciones de las especies dentro de complejas redes alimentarias pueden generar caos.
• El caos no impide la persistencia de complejas redes alimentarias.
• La predicción a largo plazo de la abundancia de especies en tales sistemas es fundamentalmente imposible.