Ecosysteem niet op zoek naar stabiel evenwicht

Twijfel aan bestaan natuurlijke harmonie

20 april 2015

Soorten in een natuurlijk ecosysteem groeien niet per definitie toe naar een stabiel evenwicht, hoewel dat vaak wordt beweerd. Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam tonen aan dat soorten in een kustreservaat in Nieuw Zeeland meer dan 20 jaar lang chaotisch fluctueerden. De opeenvolging van soorten verliep weliswaar volgens een patroon, maar wanneer een volgende soort de dominantie overnam en in welke hoeveelheid, was onvoorspelbaar. De aquatisch ecologen Jef Huisman en Elisa Benincà publiceren hierover in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.

De nieuwe studie beschrijft dat soorten die op een stuk rotsige kust van Nieuw Zeeland leven, al 20 jaar lang in aantallen sterk schommelen. In sommige jaren overheersen zeepokken, in andere jaren zijn mosselen of algen dominant. De soorten vertonen een cyclische opeenvolging, waarin de kale rots eerst wordt gekoloniseerd door zeepokken. Die worden overgroeid door algen, en die weer door een dicht tapijt van mosselen. Als de mosselen losraken van de rots begint de cyclus weer opnieuw. Maar omdat de snelheid van deze processen afhangt van seizoen variatie in temperatuur, is het resultaat niet regelmatig: de volgorde van de soorten is cyclisch, maar de aantallen van de soorten variëren chaotisch. Er bleek geen vast patroon te zitten in de timing en hoeveelheden zeepokken, algen en mosselen.

Illusie natuurlijke harmonie

Vaak wordt aangenomen (door bijvoorbeeld onderzoekers, natuurbeschermers en jagers) dat verstoringen van buitenaf, zoals menselijk ingrijpen, veranderingen in soortensamenstelling veroorzaken. Soorten in een niet verstoord ecosysteem zouden in dit wereldbeeld uiteindelijk een natuurlijk evenwicht bereiken. De laatste jaren kwamen er steeds meer signalen dat die natuurlijke harmonie niet bestaat. Wiskundige modellen voorspelden al dat interacties tussen soorten vaak leiden tot grillige variaties in aantallen. Dit wordt ondersteund door laboratorium experimenten met plankton en insecten die chaotische fluctuaties vertonen, en ook van infectieziekten is bekend dat ze chaotisch kunnen optreden.

Dit onderzoek is het eerste bewijs voor chaotische fluctuaties van meerdere soorten in een echt, levend ecosysteem. Vermoedelijk komen chaotische fluctuaties veel vaker voor in de natuur. Een belangrijke implicatie van chaos in ecosystemen is dat de aantalsveranderingen van soorten alleen op korte termijn (enkele generaties) maar niet op lange termijn voorspelbaar zijn.

Dit onderzoek laat ook de waarde zien van langlopende wetenschappelijke metingen aan natuurlijke ecosystemen. De Nieuw-Zeelandse natuurbeschermer dr. Bill Ballantine noteerde iedere maand, 20 jaar lang, de soorten en weergegevens in een beschermd Nieuw Zeelands kustreservaat. De onderzoekers van de UvA analyseerden de data samen met de Cornell University, VS. Het onderzoek werd gefinancierd onder meer vanuit het programma Zee- en Kust Onderzoek van NWO.

Elisa Benincà, Bill Ballantine, Stephen P. Ellner, Jef Huisman (2015): Species fluctuations sustained by a cyclic succession at the edge of chaos. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, Doi: 10.1073/pnas.1421968112



Op deze rotsen vond het onderzoek plaats.

Soorten monitoren

Bron: NWO

Kenmerken

Wetenschapsterrein

Aard- en Levenswetenschappen

Programma

Nationaal programma zee- en kustonderzoek

Speerpunt

Gebiedsspecifieke thema's