Powtarzalne wzorce w strukturze zespołów.

Wzorzec I. Redukcja biocenoz.

Gatunków jest zawsze „za dużo”, o wiele więcej niż kategorii troficznych realizujących funkcję ekosystemów. Gatunków jest za dużo w stosunku do liczby niezbędnej dla realizowania funkcji troficznych: konsumpcji i dekompozycji.

Wzorzec II. Wielkość populacji gatunków wchodzących w skład zespołów ma charakterystyczny rozkład: mało dużych, dużo małych.

Rozkłady liczebności są silnie skośne; w populacjach najmniej jest gatunków o populacjach bardzo liczebnych, ale do nich właśnie należy większość osobników tworzących zespoły.

Wzorzec III. Wielkości ciała gatunków wchodzących w skład zespołów mają charakterystyczny rozkład: mało dużych, dużo małych.

Gatunków o małych rozmiarach ciała jest więcej.

Mniejsze gatunki są liczebniejsze.

Wzorzec IV. Gatunki wchodzące w skład zespołów w sposób charakterystyczny różniących się od siebie (wg zasad ograniczonego podobieństwa).

1. Gatunki podobne oddzielają regularne przedziały wielkości ciała. Gatunki o podobnych wymaganiach środowiskowych różnią się wielkością ciała w charakterystyczny sposób każdy kolejny jest od poprzedniego większy 1,2 – 1,3 raza pod względem wymiarów liniowych, czyli mniej więcej dwukrotnie, jeśli chodzi o masę ciała. Zasada ograniczonego podobieństwa – znaczenie konkurencji w kształtowaniu się zespołów.

2. Zasada ta oznacza zróżnicowanie wykorzystywania zasobów, co osłabia konkurencję międzygatunkową. Podobieństwo gatunków w zespole należy jednak rozpatrywać pod względem wielu cech jednocześnie, a więc natężenie konkurencji należy rozumieć jako nakładanie się nisz ekologicznych.

Wzorzec V. Z danej puli gatunków w podobnych warunkach mogą tworzyć się różne zespoły, ale ich skład nie jest przypadkowy.

Gdyby biocenozy były czysto losowymi zbiorami gatunków, które tylko mogą wyżyć w danym miejscu, ich różnorodność byłaby większa.

Dobieraniem się gatunków w zespoły muszą rządzić jakieś prawidłowości. Wydaje się, że być może wystarczą tu mechanizmy interakcji między gatunkami, przede wszystkim konkurencji.

Wzorzec VI. Konwergencja zespołów.

Konwergencję gatunków tłumaczy się jako wynik równoległej ewolucji różnych taksonów, pod wpływem takich samych sił selekcyjnych, a więc w jednakowych warunkach środowiska abiotycznego i biotycznego. Skoro tak, to zjawisko konwergencji może się przejawiać również w strukturze wielogatunkowych zespołów.

Jednak, jak dotąd nie ma na to dowodów. Wydaje się raczej, że w kształtowaniu zespołów wielkie znaczenie odgrywa historia wydarzeń, czyli przypadek.

Hipoteza „limited membership”:

1. środowisko fizyczne;

2. ograniczone rozprzestrzenianie;

3. interakcje międzygatunkowe.

Konsekwencje mechanizmu doboru naturalnego:

• stały wzrost zróżnicowania gatunkowego, czyli coraz drobniejszy podział strategii zdobywania i przetwarzania zasobów. Od momentu powstania płci wydajność doboru naturalnego w tworzeniu i utrwalaniu zmienności jeszcze się zwiększyła.

Hipoteza „Czerwonej Królowej”:

• ponieważ każdy z gatunków podlega ewolucyjnemu rozwojowi, muszą się one nieprzerwanie „ścigać” bo „udoskonalenie” jednego stanowi zagrożenie dla pozostałych. W rezultacie więc każdy gatunek ewoluuje tak szybko jak może. Van Valen nazwał to przypuszczenie „hipotezą Czerwonej Królowej”, chodzi o Czerwoną Królową z „Alicji w Krainie Czarów”, która bohaterce opowieści Lewisa Carolla powiedziała: „Bo tu, jak widzisz, trzeba biec tak samo szybko jak się potrafi, żeby zostać w tym samym miejscu”.

• Hipoteza czerwonej Królowej przewiduje, że gatunki nie osiągają coraz lepszego przystosowania, ich szansa przetrwania nie poprawia się z czasem. W tej sytuacji liczba gatunków przeżywających w zależności od wieku powinna spadać wykładniczo.

Model ten został sprawdzony przez paleontologów na podstawie z danych z wierceń podmorskich. Dane te zostały zestawione na osi czasu po to, by ustalić kiedy pojawiły się gatunki i kiedy wymarły.

Jednak katastrofalne zmiany w środowisku abiotycznym mogą się jednak zdarzyć. W takim przypadku można spodziewać się spadku liczby gatunków z uskokami.

Model stacjonarny – zakłada, że gatunki nie wymierają między okresami abiotycznych katastrof. Krzywa przeżywania powinna być prostą linią poziomą, a po uwzględnieniu katastrof powinna wyglądać jak równoległe schodki.

Wyniki badań Hoffmana i Mitchella (1984) wyraźnie przemawiają na korzyść hipotezy Czerwonej Królowej.