Een volwassen mannelijke Groene Basilisk-hagedis hangt in een boom in het regenwoud van Costa Rica. Een team van ecologen heeft gewerkt aan het samenvatten en vereenvoudigen van het idee van een niche om uiteindelijk te voorspellen hoe verschillende ecosystemen zullen evolueren als gevolg van klimaatverandering. VW Pics/UIG/Getty Images

in 1867, De Russische scheikundige Dmitri Mendelejev schreef een leerboek scheikunde, maar het ging niet goed. Destijds, er waren slechts 56 elementen bekend, maar Mendelejev had het moeilijk om uit te zoeken hoe ze ze zo konden organiseren dat ze hun onderlinge relaties zouden demonstreren. Maar dan, zoals de legende zegt, hij had een droom die hem niet alleen liet zien hoe de bekende elementen te organiseren op basis van atoomgewicht en chemische reactiviteit, maar stelde hem ook in staat om andere elementen te voorspellen die nog ontdekt moesten worden.

Mendelejev bereikte in deze ene nachtrust waar wetenschappers uit vrijwel elke discipline een moord voor zouden doen:een rechttoe rechtaan, voorspellende manier om ingewikkelde informatie te ordenen en weer te geven. Voor ecologen, bijvoorbeeld, dit zou een model kunnen zijn dat de enorme complexiteit zou kunnen distilleren van hoe een organisme functioneert binnen de ecologische gemeenschap waarin het leeft. Heilige koe, ecologen zouden zo gepompt zijn als ze dat hadden. Ik bedoel, nadat ze ermee ophielden erover te vechten, ze zouden extatisch zijn.

Wetenschappers zijn geïntrigeerd door het idee sinds het begin van de jaren zeventig, toen Robert MacArthur, een evolutionair ecoloog, had het idee om organismen op dezelfde manier te ordenen als het periodiek systeem van de chemie, waarin elementen worden georganiseerd door de combinatie van bepaalde chemische eigenschappen, de configuratie van hun elektronen en hun atoomnummer (aantal protonen).

Dus anno 2015 een groep ecologen publiceerde een artikel in het tijdschrift Ecology Letters om een ​​poging te doen om te proberen wat al lang werd besproken maar nooit was geprobeerd:het creëren van een periodiek systeem voor ecologische niches, vergelijkbaar met het periodiek systeem voor elementen in de chemie, die in wezen de complexe rollen vertegenwoordigen die verschillende soorten binnen een gemeenschap spelen. Dit kan onder meer zijn hoe ze zich voortplanten, wat ze doen voor voedsel en onderdak, hoe ze zichzelf beschermen, hoe ze omgaan met hun levende en niet-levende buren, enzovoort.

"In principe, de benadering van het produceren van periodieke tabellen van niches is een manier om soorten te organiseren volgens sets van functionele eigenschappen die bekende invloeden hebben op ecologische prestaties, " zegt co-auteur Dr. Kirk Winemiller, professor in de afdeling Wildlife and Fisheries Sciences aan de Texas A&M University. "Het is een benadering die ons in staat stelt om een ​​abstract concept benaderbaar te maken voor empirische studie."

In plaats van te kijken naar alle mogelijke eisen die een soort zou kunnen stellen aan zijn leefsituatie - aanvaardbare reeksen van voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor, temperatuur, vochtigheid, bodemtype (en één soort kan honderden vereisten hebben) - de auteurs kozen slechts een paar essentiële eigenschappen om het idee van een niche vast te leggen:dieet, leefgebied, levensgeschiedenis, stofwisseling en afweermechanismen.

Het hagedismodel

Het onderzoeksteam publiceerde in november 2017 een studie in The American Naturalist als een manier om de taak te beginnen om dit idee te laten werken op ... de hagedissen van de wereld. Ze verzamelden zoveel mogelijk gegevens over 134 hagedissoorten, van 24 van de 38 hagedissenfamilies die tegenwoordig op vier van de continenten van de aarde leven. Toen namen ze hun vijf essentiële eigenschappen van niche, met voor elk tussen de zeven en 15 variabelen, en begon toen de cijfers te kraken.

Door modellen van hun gegevens te maken, ze vonden wat ze misschien hadden verwacht te vinden:dat hagedissen zijn zoals veel andere organismen - ze evolueren om te interageren met hun leefgebieden, voedsel zoeken, en observeer elke dag actieve en inactieve tijden, waar ze ook wonen. Bijvoorbeeld, hagedissen die een bepaalde niche in Zuid-Amerika vullen, hebben vergelijkbare eigenschappen als hagedissen die vergelijkbare niches in Australië vullen, Afrika of Amerika, ook al zijn ze niet erg nauw verwant, evolutionair gesproken.

Omdat we overeenkomsten kunnen zien tussen hagedissen die vergelijkbare niches op totaal verschillende plaatsen bezetten, het op deze manier samenvatten en vereenvoudigen van het idee van niche kan onderzoekers uiteindelijk helpen te voorspellen hoe verschillende ecosystemen zullen evolueren als gevolg van klimaatverandering.

De structuur vereenvoudigen

De onderzoekers hebben deze hagedissenstudie gebruikt om te bevestigen dat het misschien wel mogelijk is om het idee van een niche te vereenvoudigen van honderden dimensies tot slechts vijf. Dus, terwijl we nog geen ecologisch periodiek systeem hebben, misschien is het niet te ver weg.

"Een van de grootste ecologen aller tijden, wijlen Robert H. MacArthur, meer dan een halve eeuw geleden het periodiek systeem van niches uitdrukte als een kiem van een idee, " zegt hoofdauteur Dr. Eric Pianka, hoogleraar Integratieve Biologie aan het College of Natural Sciences aan de Universiteit van Texas in Austin. "Het heeft de expertise van vijf van ons gekost om deze analyse af te ronden - het is een levenslang doel geweest."

Dat is nu interessant

Hagedissen over de hele wereld bezetten niches op vergelijkbare manieren, ook al zijn ze niet erg nauw verwant. De naam voor dit fenomeen is convergente evolutie.