Megjósolható egy populáció kihalása

A biodiverzitás csökkenésével a kihalástól veszélyeztetett fajok száma drasztikusan növekszik. Az MIT (Massachusetts Institute of Technology) kutatóinak sikerült modellezniük az úgynevezett katasztrófaelmélethez kapcsolódóan, hogy egy élesztőgombafaj laboratóriumi körülmények  között hogyan reagál a különböző környezeti stresszhatásokra. A Nature magazinban közölt tanulmányukban a környezeti stressz okozta populációcsökkenést a hatás megszűnése vagy megerősödése mellett mutatták be. Ezzel az eredménnyel mesterséges környezetben választ kapunk a kutatókat az 1970-es évek óta foglalkoztató kérdésre, miszerint megjósolható-e egy veszélyeztetett faj kihalása.

Élesztőgomba-tenyészetek segítségével modellezték, hogy bizonyos mértékű környezeti terhelés mellett az egyedek száma – a populáció jelentős részének kipusztulása után is – adott idő elteltével visszaemelkedik egy stabil szintre. Nemcsak negatív hatások esetén alakul vissza stabil állapotig a populáció, hanem ha az egyedek felszaporodását idézzük elő – ekkor azok versengése miatt szintén a stabil állapotig csökken vissza az egyedszám. Ezek a kutatási eredmények alkalmasak arra, hogy a fajkihalások megelőzésére jó elméleti alapokat adjanak. Vajon megállíthatta volna 1997-ben az észak-atlanti tőkehal-populáció összeomlását egy elméleti modell? Kutatók feltételezése alapján igen.

A kutatók modellje szerint egy bizonyos szintnél nagyobb stressz azonban már olyan károsodást okoz, hogy a populáció elveszti a korábbi lendületét, a kedvezőtlen állapot megszüntetését követően sem tud stabilizálódni, az egyedszám kritikus érték alá csökken, végül a faj kihal. Az MIT kutatóinak modelljével elméletben megállapítható, hogy az adott populáció környezetét ért rombolás mennyire drasztikus: a fajt a kihalás fenyegeti vagy a pusztulás még éppen visszafordítható.

A laborvizsgálatok során különböző mértékben terhelték a gombatenyészeteket: egyes populációktól kevésbé, másoktól jobban vonták el a létfenntartáshoz szükséges tápanyagokat. Megfigyelhető volt, hogy az egyensúlyi populáció mérete annál kisebb, minél jobban elvonták a szükséges tápanyagokat, azaz minél nagyobb a környezetet ért terhelés. Egy kritikus pont felé emelve a környezeti terhelést az egyedek mind kipusztulnak.

Szintén lényeges megfigyelés, hogy ezen kritikus környezeti terheléshez közeledve a populáció regenerálódáshoz szükséges ideje egyre nő. Ez az úgynevezett regenerálódási idő a kritikus környezeti terhelésig egyre nő, majd egy pont után végtelen hosszúra nyúlik, azaz a regenerálódás nem valósulhat meg. A tudósok feladata tehát a regenerálódási idő megfigyelése és annak elnyújtódása alapján megjósolni, hogy a környezeti terhelés megközelítette-e már a kritikus szintet.

A regenerálódási időhöz hasonló fogalom a regenerálódási távolság. Ez a fogalom abból indul ki, hogy adott populáció minél messzebb kerül az életkörülményeit ellehetetlenítő hatástól, annál nagyobb az esélye arra, hogy képes stabil egyensúlyi állapotba kerülni. Minél kritikusabb egy környezeti terhelés, annál távolabb kell „menekülnie” a populációnak ahhoz, hogy a fajfenntartás szempontjából biztonságba kerülhessen. A kutatók ennek a távolságnak a környezeti terhelés mértékétől való függését is vizsgálják annak megállapítására, hogy adott fajt sújtó környezeti teher mennyire kritikus.

Sajnos a laborvizsgálatok csak korlátozottan alkalmasak arra, hogy a valóságban végbemenő folyamatokat, illetve azok jövőbeni lefolyását leírják. A regenerálódási idő és távolság változása más tényezőktől is függhet, mint a populációt érő külső stressztől, így egyelőre csak a fajok kihalásának előrejelzésére, riasztásra lehet alkalmas a modellezés, fajok kihalásának pontos meghatározására azonban nem. Fontos megérteni, hogy a fajok jól alkalmazkodhatnak viszonylag magas környezeti terheléshez, de a terhelés nem fokozható a végtelenségig.