Увеличение плотности популяции экологически и коммерчески важных видов животных - одна из основных задач управления экосистемами. Эта задача особенно сложна в биотопах с большим количеством паразитов и хищников. Создание безопасных участков среды с более низкой смертностью долгое время считалось безусловно полезным для повышения выживаемости популяций в коммерческом рыбоводстве и при восстановлении видов, находящихся под угрозой исчезновения. Однако, наличие участков среды с низкой смертностью иногда может таить опасность для выживания популяции.
В настоящем исследовании группа учёных, в том числе сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, пересматривает традиционную концепцию о положительной роли убежищ и обращается к роли структурирования поведения (соотношение «смелых» и «робких» особей) в формировании численности популяции во враждебной среде. Была создана простая математическая модель, в которой организмы в популяции используют разную тактику защиты от естественных врагов, таких как паразиты и хищники. Модель предсказывает, что, хотя каждое убежище увеличивает выживаемость конкретного организма, при недостаточном количестве таких зон общая смертность популяции будет выше. Этот эффект - результат взаимодействия возникающей динамической поведенческой структуризации и сильной внутривидовой конкуренции за безопасные зоны. Непластическая структуризация поведения снижает указанные негативные эффекты. В работе продемонстрирована возможность возникновения непластической (устойчивой) поведенческой структуризации: эволюционное ветвление мономорфной популяции, превращающее ее в диморфную, состоящую из смелых и робких особей.
Теоретические результаты применимы к оптимизации условий разведения в аквакультуре лососевых рыб, зараженных трематодами. Математическое моделирование дополнено экспериментальными результатами по заражению радужной форели (Oncorhynchus mykiss) с разным поведенческим стереотипом трематодами Diplostomum pseudospathaceum при разной гетерогенности среды.
Результаты опубликованы в журнале: Sandhu, S., Mikheev, V., Pasternak, A. Taskinen, J., Morozov A. Revisiting the role of behavior-mediated structuring in the survival of populations in hostile environments. Communications Biology 7, 93 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-023-05731-z