Na hranici biologie

Tomuto jevu byla v ekologické literatuře věnována značná pozornost a dodnes není uspokojivě potvrzeno, zda skutečně existuje, či zda vznikl v důsledku toho, že publikovány jsou pouze pozitivní výsledky. Dnes se nejčastěji tvrdí, že konstantní poměr velikosti znaků není sice obecným pravidlem, je však nápadně častý. To nás teď ale nemusí trápit. Zajímavější je spíše názor, že opět jde o biologicky irelevantní záležitost, o jakýsi matematický artefakt, o odraz nikoli biologické, ale matematické povahy skutečnosti. Autoři této myšlenky ji dokládají například zjištěním, že podobné uspořádání vykazují například některé dechové hudební nástroje (viz obr. ). Na tomto příkladě si ovšem můžeme všimnout, jak je podobné uvažování ošemetné. U oněch hudebních nástrojů totiž můžeme uvažovat o úplně stejném procesu jako u zobáků – opět jde o optimální rozdělení (tentokrát však nikoli zdrojů, ale toho, co lze zahrát), opět si nemohou být dvě flétny velikostně příliš blízko, poněvadž by si konkurovaly v tom, co zahrají, ani daleko, poněvadž musí pokrýt celé spektrum tónů. Je tedy sice možné, že jde o mnohem obecnější princip, to ale není argument zpochybňující zmíněné biologické vysvětlení skrze konkurenci. Vypadá to spíše tak, že i mezidruhová konkurence je strukturována podle nějakého obecnějšího principu.

Kde končí biologie a začíná matematika?

Trochu podobná situace je u vztahu mezi velikostí plochy a počtem druhů, které na dané ploše zaznamenáme. Tento vztah je také lineární (ovšemže opět jen v tom případě, je-li na obou osách logaritmické měřítko) a tuto linearitu můžeme odvodit přímo z lognormálního rozložení početností druhů zmíněného na začátku. Poměrně dobře lze také odůvodnit, proč se sklon regresní přímky liší podle toho, zda jde o izolované plochy (ostrovy), nebo o arbitrárně vyčleněné části větší plochy. Zatím však neumíme vysvětlit, proč je sklon regresní přímky v každé z obou těchto situací takový, jaký je, proč pro různá společenstva dosahují směrnice této přímky velice podobných hodnot. Je zřejmé, že to nějak souvisí s heterogenitou prostředí, není však jasné jak. Zajímavé, nicméně neúspěšné jsou pokusy vysvětlit tento vztah fraktálovým charakterem prostředí.

Když se ale na obr. obrázek podíváme pořádně, můžeme snadno začít pochybovat o oprávněnosti zmíněných interpretací. Výsledný obraz lze totiž přinejmenším zčásti vykládat jako důsledek čistě fyzikálních omezení – trojúhelník v pravém horním rohu představuje „zakázanou oblast“, v níž by organizmy byly už tak velké a zároveň tak nahusto, že by se už do prostoru vůbec nevešly. Vlevo dole by zase přinejmenším sexuálně se rozmnožující organizmy měly značné problémy se vůbec najít (nemluvě o tom, že takto malé a zároveň řídce se vyskytující organizmy pravděpodobně nemohli nalézt ani výzkumníci, na základě jejichž dat výsledný obraz vznikl). Zjištěná „závislost“ tedy nemusí vůbec zachycovat opravdovou závislost, může být pouze vedlejším produktem zmíněných omezení. Všimněme si navíc, že rozptyl hodnot v daném vztahu dosahuje několika řádů a měřítka, ve kterých se pohybujeme díky logaritmické stupnici, jsou tak obrovská, že naše přirozená intuice, která nás obvykle vede při hodnocení podobných vztahů, musí nutně selhat. Těžko tedy říci, co si o tomto vztahu máme myslet.

Toto elegantní učebnicové vysvětlení není tak úplně neproblematické. Kdyby například termodynamické vysvětlení mělo všebecnou platnost, desetkrát vyšší celková produktivita prostředí (tedy celkový přísun energie do společenstva, který se mezi jednotlivými typy prostředí na Zemi mnohdy liší až o tři řády) by měla za následek prodloužení průměrného potravního řetězce o jeden článek. Protože tomu tak není, byla vytvořena alternativní teorie, která tvrdí, že delší potravní řetězce jsou nestabilní a časem se zhroutí. Matematické modely to skutečně potvrdily, ovšem těžko posoudit, jaká je jejich výpovědní hodnota.