In the Clinic with Dr. A Jean Ayres| The Sensory Processing Disorder Foundation
当有丰富的生物体能够发挥独特的功能并填充不同的生态位时，生态系统就会茁壮成长。对此的初步描述将是植物如何利用阳光，水和营养物质生长，食草动物吃植物，食肉动物吃食草动物，真菌将所有死物质分解回植物营养素。有些生物执行相同的功能，就像消耗相同的猎物一样，并且直接相互竞争这个角色。科学家将这种丰富的物种描述为“生物多样性”，但总是努力充分认识其复杂性，并协调生物多样性的一些矛盾效应。
其中一个主要问题是所谓的多样性悖论：为什么一个优势物种不会超越其所有生物邻居并驱使它们灭绝。科学家可能最终会对这个谜题有一个解决方案。在12月28日发表的一篇论文中 物理评论快报 ，物理学教授Nigel Goldenfield，博士。他和伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校Carl R. Woese基因组生物学研究所的研究生Chi Xue通过微生物威胁的武器种族调查多样性悖论。
使用捕食细菌的病毒的例子，Goldenfield和Xue展示了捕食者和猎物如何相互竞争。细菌可以发展出更好的防御能力来抵御病毒攻击，并且病毒会开发出克服这些防御措施的方法。病毒越适合作为捕食者，它就越有可能摧毁它的猎物 - 因此也就是它自己。这种现象被称为“杀死胜利者”，而Goldenfield和薛说它可以解决多样性悖论。
掠夺者和他们的猎物很像Wile E. Coyote和Road Runner：他们总是处于军备竞赛中，看谁能战胜对方，但他们也生活在一种和谐中。如果Wile E. Coyote设置陷阱，Road Runner采取不同的路线来避开它。然后Wile E. Coyote可能会设置两个陷阱，一个在主要路线上，一个在绕道而行。但如果成功呢？谁留下来捕食？
如果Wile E. Coyote实际上是一个成功的捕食者，它将驱动它们自己 和 公路赛跑者濒临灭绝。这种动态是Goldenfield在病毒 - 细菌关系中检验的动态，考虑了随机种群增长等因素。他和薛开发了一种所谓的随机模型，试图捕捉自然的一些随机性，使计算机模拟更加真实。
利用由细菌，藻类，原生动物和其他微生物组成的浮游生物的海洋生物学实例，Goldenfield和Xue展示了病毒如何使社区中的竞争成员得到控制。简而言之，他们认为生态社区没有“稳定状态”这样的东西，而且它总是在不断变化。例如，当一种原生动物物种在种群中生长时，其宿主特异性病毒具有更多的猎物。因此，该原生动物的种群数量减少，为其细菌邻居留下更多的资源，然后其宿主特异性病毒经历类似的繁荣与萧条。
因此，这种系统的明显平衡部分是竞争的结果 - 生态 - 部分是遗传变异导致一个物种超越其捕食者 - 进化的结果。
“我们的研究结果强烈表明，多样性反映了生态和进化过程之间的动态相互作用，并且是由系统与均衡生态状态的距离所驱动的（可以通过偏离详细平衡来量化），”Goldenfield和Xue写道。
他们的模型，他们称之为Coevolving Kill the Winner模型，不仅考虑了生态学，还考虑了进化，他们说它比以前只考虑资源使用的模型更全面。
“在细菌群落内，不同的菌株具有明显的生长速度。由于宿主特异性病毒控制相应的菌株，它们共存，没有主导的赢家。这通过KtW动力学（细菌 - 浮游生物共存和细菌菌株共存）产生两层共存，像俄罗斯娃娃一样休息。“
这是一个完美的解决方案？绝不是。没有计算机模型可以捕获自然系统的所有复杂性。但是这个比以前的努力更接近。