俄勒冈州立大学的新研究表明，除了视觉上令人惊叹之外，鲱鱼群、角马群和无数其他协同行动的生物群可以帮助复杂的生态系统保持其多样性和稳定性。
该研究今天发表在Nature Ecology and Evolution 上，表明当个体联合起来作为一个集体消费资源时，周围的生态系统往往更具弹性，能够支持更广泛的物种。
这些发现可能是了解生命系统如何保持平稳运行的重要一步。集体行为在地球上无处不在，在从细菌生物膜到人类城市的方方面面都发挥着重要作用。
俄勒冈州立大学科学学院的 Ben Dalziel 说：“这些集体表现出高度有组织、大规模的行为模式，这些模式是从附近个体之间的局部互动中自发出现的。”“我们的问题是，生态系统中集体行为的意义是什么?”
Dalziel 及其同事发现，集体群体的规模和结构与生态系统中的资源水平之间存在紧急的社会生态反馈，并且这种反馈缓冲了系统免于崩溃。反馈抑制了资源丰度的波动，并允许更多的消费物种继续使用相同的资源，而不是强大的竞争者将较弱的物种推向灭绝。
人口生物学家达尔齐尔 (Dalziel) 领导了一项合作，通过两个经久不衰的生态谜题：富集悖论和浮游生物悖论，研究了集体行为的生态意义。
在捕食者-猎物模型中，当捕食者的可用食物增加导致捕食者的种群数量增长得不可持续且不稳定时，就会看到富集的悖论。浮游生物的悖论是指多样化的生态群落，例如不同类型的浮游植物，尽管许多相似的物种正在争夺有限的资源，但它们仍然存在。
达尔齐尔说：“复杂的生态系统会稳定并不是必然的——如果你只是将一堆物种扔到一个环境中，理论告诉我们结果很可能是生态系统崩溃。”“这意味着真正的生态系统必须有某种特殊的调味料，使它们能够与各种不同的物种一起生存。”
研究人员发现，事实证明，集体行为——发生在植物、微生物、动物和人之间——可能是酱汁的一种有效成分。
科学学院的 Dalziel 和 Mark Novak，以及俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院的 James Watson 和康奈尔大学的 Stephen Ellner，从一个简单食物网的标准模型开始：两个通用的“消费者”喂养在共享资源上。
一系列方程表达了模型的多个变量，例如消费者死亡率和人均资源消耗，但在此版本的模型中，消费者仅在获取资源的效率上有所不同。
Dalziel 说：“我们以这样一种方式构建模拟，我们可以在不改变系统中的任何其他内容的情况下打开和关闭集体行为。”“我们发现，在模拟中加入集体行为改变了游戏规则——它稳定了生态系统，生态和进化理论明确指出，否则不应该是稳定的。”
他说，这是知识难题的一部分，他说，并指出已经做了很多工作来了解当地个人行为如何影响群体层面的行为以及这些群体如何处理信息，但没有太多关于为什么集体行为首先发生。
Dalziel 称这些发现为“好消息”，与集体动态可能发挥的负面作用形成鲜明对比。
“在我们面临在线错误信息传播的挑战中，这也涉及集体动力，这是一个集体行为在支持生活中发挥基本作用的例子，”他说。“而且我还认为，生态系统中如此具有美感的方面——鸟群等——也可以在它们的稳定性和多样性方面发挥重要作用，这很不错。”
美国国家科学基金会、DARPA、美国国立卫生研究院和 NASA 支持了这项研究。
