বাস্তুতন্ত্রের মধ্যে লুকানোর জন্য লুকানো বিশৃঙ্খলা পাওয়া গেছে

ভৌত বিজ্ঞানীরা সর্বত্র বিশৃঙ্খলার ঘটনা খুঁজে পান বলে মনে হচ্ছে: গ্রহের কক্ষপথে, আবহাওয়া ব্যবস্থায়, একটি নদীর ঘূর্ণায়মান প্রান্তে। প্রায় তিন দশক ধরে, পরিবেশবিদরা জীবন্ত জগতে বিশৃঙ্খলাকে তুলনা করে আশ্চর্যজনকভাবে বিরল বলে মনে করেন। একটি নতুন বিশ্লেষণ, যাইহোক, প্রকাশ করে যে বিশৃঙ্খলা বাস্তুতন্ত্রে গবেষকদের ধারণার চেয়ে অনেক বেশি বিরাজমান।

তানিয়া রজার্স বাস্তুতন্ত্রের বিশৃঙ্খলার উপর সাম্প্রতিক গবেষণার জন্য বৈজ্ঞানিক সাহিত্যের মাধ্যমে ফিরে তাকাচ্ছিলেন যখন তিনি অপ্রত্যাশিত কিছু আবিষ্কার করেছিলেন: 25 বছরেরও বেশি সময় ধরে কেউ এটির পরিমাণগত বিশ্লেষণ প্রকাশ করেনি। "এটি এক ধরণের আশ্চর্যজনক ছিল," বলেছেন রজার্স, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন গবেষণা বাস্তুবিদ, সান্তা ক্রুজ এবং নতুন গবেষণার প্রথম লেখক। "যেমন, 'আমি বিশ্বাস করতে পারছি না কেউ এটা করেনি'"

তাই সে নিজেই এটা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। সময়-নির্ভর ইকোসিস্টেম ডেটার 170 টিরও বেশি সেট বিশ্লেষণ করে, রজার্স এবং তার সহকর্মীরা খুঁজে পেয়েছেন যে তাদের এক তৃতীয়াংশে বিশৃঙ্খলা উপস্থিত ছিল - আগের গবেষণায় অনুমানের চেয়ে প্রায় তিনগুণ বেশি। আরও কী, তারা আবিষ্কার করেছে যে প্ল্যাঙ্কটন, পোকামাকড় এবং শৈবালের মতো জীবের কিছু দল নেকড়ে এবং পাখির মতো বৃহত্তর প্রাণীর চেয়ে বিশৃঙ্খলার প্রবণতা বেশি।

"এটি সত্যিই সাহিত্যে ছিল না," বলেছেন স্টেফান মাঞ্চ, সান্তা ক্রুজের একজন বিবর্তনীয় পরিবেশবিদ এবং গবেষণার একজন সহ-লেখক। তাদের ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে দুর্বল প্রজাতিগুলিকে রক্ষা করার জন্য, সংরক্ষণ নীতিগুলির জন্য গাইড হিসাবে আরও জটিল জনসংখ্যা মডেল তৈরি করা সম্ভব এবং প্রয়োজনীয় উভয়ই।

19 শতকে যখন বাস্তুশাস্ত্র প্রথম একটি আনুষ্ঠানিক বিজ্ঞান হিসাবে স্বীকৃত হয়েছিল, তখন প্রচলিত অনুমান ছিল যে প্রকৃতি সহজ, সহজে বোঝা যায় এমন নিয়ম অনুসরণ করে, যেমন একটি যান্ত্রিক ঘড়ি আন্তঃলকিং গিয়ার দ্বারা চালিত হয়। যদি বিজ্ঞানীরা সঠিক ভেরিয়েবল পরিমাপ করতে পারে, তাহলে তারা ফলাফলের ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে: আরও বৃষ্টি, উদাহরণস্বরূপ, একটি ভাল আপেল ফসলের অর্থ হবে।

বাস্তবে, বিশৃঙ্খলার কারণে, "পৃথিবী অনেক বেশি তিল ধারণ করেছে," বলেছেন জর্জ সুগিহারা, সান দিয়েগোর স্ক্রিপস ইনস্টিটিউশন অফ ওশেনোগ্রাফির একজন পরিমাণগত বাস্তুবিজ্ঞানী যিনি নতুন গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। বিশৃঙ্খলা সময়ের সাথে পূর্বাভাস প্রতিফলিত করে। একটি সিস্টেমকে স্থিতিশীল বলা হয় যদি এটি দীর্ঘ সময়ের স্কেলে খুব সামান্য পরিবর্তিত হয় এবং যদি এর ওঠানামা অপ্রত্যাশিত হয় তবে এলোমেলো। কিন্তু একটি বিশৃঙ্খল ব্যবস্থা - যা ইভেন্টগুলির অরৈখিক প্রতিক্রিয়া দ্বারা শাসিত - স্বল্প সময়ের জন্য অনুমানযোগ্য হতে পারে তবে আপনি যতই এগিয়ে যান ততই নাটকীয় পরিবর্তনের বিষয়।

"আমরা প্রায়শই আবহাওয়াকে একটি বিশৃঙ্খল সিস্টেমের উদাহরণ হিসাবে দিই," রজার্স বলেছিলেন। খোলা সমুদ্রের উপর একটি গ্রীষ্মের হাওয়া সম্ভবত আগামীকালের পূর্বাভাসকে প্রভাবিত করবে না, তবে সঠিক অবস্থার অধীনে, এটি তাত্ত্বিকভাবে কয়েক সপ্তাহের মধ্যে ক্যারিবিয়ান অঞ্চলে একটি হারিকেন পাঠাতে পারে।

পরিবেশবিদরা 1970 এর দশকে বিশৃঙ্খলার ধারণা নিয়ে ফ্লার্ট করা শুরু করেছিলেন, যখন গাণিতিক জীববিজ্ঞানী রবার্ট মে লজিস্টিক ম্যাপ নামে একটি বিপ্লবী হাতিয়ার তৈরি করেছে। এই ব্রাঞ্চিং ডায়াগ্রাম (কখনও কখনও এটির চেহারার কারণে একটি কাবওয়েব প্লট হিসাবে পরিচিত) দেখায় যে কীভাবে বিশৃঙ্খলা সময়ের সাথে সাথে জনসংখ্যা বৃদ্ধির সাধারণ মডেল এবং অন্যান্য সিস্টেমে পরিণত হয়। যেহেতু জীবের বেঁচে থাকা আবহাওয়ার মতো বিশৃঙ্খল শক্তি দ্বারা প্রভাবিত হয়, তাই বাস্তুবিদরা ধরে নিয়েছিলেন যে প্রকৃতিতে প্রজাতির জনসংখ্যাও প্রায়শই বিশৃঙ্খলভাবে বৃদ্ধি পাবে এবং পড়ে যাবে। লজিস্টিক মানচিত্রগুলি দ্রুত ক্ষেত্রে সর্বব্যাপী হয়ে ওঠে কারণ তাত্ত্বিক বাস্তুশাস্ত্রবিদরা স্যামন এবং লাল জোয়ার সৃষ্টিকারী শৈবালের মতো জীবের জনসংখ্যার ওঠানামা ব্যাখ্যা করতে চেয়েছিলেন।

90 এর দশকের গোড়ার দিকে, পরিবেশবিদরা প্রজাতির জনসংখ্যার উপর যথেষ্ট সময়-সিরিজ ডেটা সেট এবং এই ধারণাগুলি পরীক্ষা করার জন্য যথেষ্ট কম্পিউটিং শক্তি সংগ্রহ করেছিলেন। শুধু একটি সমস্যা ছিল: বিশৃঙ্খলা সেখানে ছিল বলে মনে হয় না। পরীক্ষিত জনসংখ্যার মাত্র 10% বিশৃঙ্খলভাবে পরিবর্তিত বলে মনে হয়; বাকিরা হয় স্থিরভাবে সাইকেল চালায় বা এলোমেলোভাবে ওঠানামা করে। বাস্তুতন্ত্রের বিশৃঙ্খলার তত্ত্বগুলি 1990-এর দশকের মাঝামাঝি বৈজ্ঞানিক ফ্যাশনের বাইরে চলে যায়।

রজার্স, মুঞ্চ এবং তাদের সান্তা ক্রুজ গণিতবিদ সহকর্মী থেকে নতুন ফলাফল বেথানি জনসনযাইহোক, প্রস্তাব করুন যে পুরোনো কাজটি মিস হয়েছে যেখানে বিশৃঙ্খলা লুকিয়ে ছিল। বিশৃঙ্খলা সনাক্ত করতে, পূর্ববর্তী গবেষণায় একক মাত্রা সহ মডেলগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল - সময়ের সাথে সাথে একটি প্রজাতির জনসংখ্যার আকার। তারা তাপমাত্রা, সূর্যালোক, বৃষ্টিপাত এবং জনসংখ্যাকে প্রভাবিত করতে পারে এমন অন্যান্য প্রজাতির সাথে মিথস্ক্রিয়া মত অগোছালো বাস্তব-বিশ্বের কারণগুলির সাথে সম্পর্কিত পরিবর্তনগুলি বিবেচনা করেনি। তাদের এক-মাত্রিক মডেলগুলি কীভাবে জনসংখ্যা পরিবর্তিত হয়েছে তা ক্যাপচার করেছে, কিন্তু কেন তারা পরিবর্তিত হয়েছে তা নয়।

কিন্তু রজার্স এবং মাঞ্চ "আরও বিচক্ষণ উপায়ে [বিশৃঙ্খলা] খুঁজতে গিয়েছিলেন," বলেছেন হারুন কিং, মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়ের বাস্তুবিদ্যা এবং বিবর্তনীয় জীববিজ্ঞানের একজন অধ্যাপক যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। তিনটি ভিন্ন জটিল অ্যালগরিদম ব্যবহার করে, তারা বিভিন্ন জীবের জনসংখ্যার 172টি টাইম সিরিজকে মডেল হিসেবে বিশ্লেষণ করেছে শুধুমাত্র একটির পরিবর্তে ছয়টি মাত্রা সহ, অনির্দিষ্ট পরিবেশগত কারণগুলির সম্ভাব্য প্রভাবের জন্য জায়গা ছেড়ে দিয়েছে। এইভাবে, তারা জনসংখ্যার পরিবর্তনের এক-মাত্রিক উপস্থাপনার মধ্যে অলক্ষিত বিশৃঙ্খল নিদর্শনগুলি এমবেড করা হতে পারে কিনা তা পরীক্ষা করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অধিক বৃষ্টিপাত জনসংখ্যা বৃদ্ধি বা হ্রাসের সাথে বিশৃঙ্খলভাবে যুক্ত হতে পারে, কিন্তু শুধুমাত্র কয়েক বছর বিলম্বের পরে।

প্রায় 34% প্রজাতির জনসংখ্যার তথ্যে, রজার্স, জনসন এবং মাঞ্চ আবিষ্কার করেছেন, অরৈখিক মিথস্ক্রিয়াগুলির স্বাক্ষর প্রকৃতপক্ষে উপস্থিত ছিল, যা পূর্বে সনাক্ত করা হয়েছিল তার চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি বিশৃঙ্খলা ছিল। বেশিরভাগ ডেটা সেটে, প্রজাতির জনসংখ্যার পরিবর্তনগুলি প্রথমে বিশৃঙ্খল দেখায়নি, তবে অন্তর্নিহিত কারণগুলির সাথে সংখ্যার সম্পর্ক ছিল। তারা সুনির্দিষ্টভাবে বলতে পারেনি যে কোন পরিবেশগত কারণগুলি বিশৃঙ্খলার জন্য দায়ী, তবে তারা যাই হোক না কেন, তাদের আঙুলের ছাপ ডেটাতে ছিল।

গবেষকরা একটি জীবের শরীরের আকার এবং এর জনসংখ্যার গতিশীলতা কতটা বিশৃঙ্খল হতে থাকে তার মধ্যে একটি বিপরীত সম্পর্কও উন্মোচন করেছেন। এটি প্রজন্মের সময়ের পার্থক্যের কারণে হতে পারে, ছোট জীব যেগুলি প্রায়শই বংশবৃদ্ধি করে এবং বাইরের ভেরিয়েবল দ্বারা আরও বেশি প্রভাবিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্রায় 15 ঘন্টা প্রজন্মের ডায়াটমগুলির জনসংখ্যা প্রায় পাঁচ বছর দীর্ঘ প্রজন্মের সাথে নেকড়েদের প্যাকের চেয়ে অনেক বেশি বিশৃঙ্খলা দেখায়।

যাইহোক, এর অর্থ এই নয় যে নেকড়ে জনসংখ্যা সহজাতভাবে স্থিতিশীল। "একটি সম্ভাবনা হল যে আমরা সেখানে বিশৃঙ্খলা দেখছি না কারণ আমাদের কাছে এটি দেখার জন্য দীর্ঘ পর্যাপ্ত সময় ধরে ফিরে যাওয়ার মতো পর্যাপ্ত ডেটা নেই," মুঞ্চ বলেছিলেন। প্রকৃতপক্ষে, তিনি এবং রজার্স সন্দেহ করেন যে তাদের ডেটার সীমাবদ্ধতার কারণে, তাদের মডেলগুলি বাস্তুতন্ত্রে কতটা অন্তর্নিহিত বিশৃঙ্খলা রয়েছে তা অবমূল্যায়ন করতে পারে।

সুগিহারা মনে করেন যে নতুন ফলাফল সংরক্ষণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। বিশৃঙ্খলার সঠিক উপাদান সহ উন্নত মডেলগুলি বিষাক্ত অ্যালগাল ফুলের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য আরও ভাল কাজ করতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, বা অতিরিক্ত মাছ ধরা রোধ করতে মৎস্য চাষের জনসংখ্যা ট্র্যাক করা। বিশৃঙ্খলা বিবেচনা করা গবেষক এবং সংরক্ষণ পরিচালকদের বুঝতে সাহায্য করতে পারে যে জনসংখ্যার আকার অর্থপূর্ণভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করা কতদূর সম্ভব। "আমি মনে করি যে সমস্যাটি মানুষের মনের মধ্যে থাকার জন্য এটি দরকারী," তিনি বলেছিলেন।

যাইহোক, তিনি এবং রাজা উভয়েই এই বিশৃঙ্খলা-সচেতন মডেলগুলিতে অত্যধিক বিশ্বাস স্থাপনের বিরুদ্ধে সাবধান। "বিশৃঙ্খলার শাস্ত্রীয় ধারণাটি মূলত একটি স্থির ধারণা," কিং বলেছেন: এটি এই ধারণার উপর নির্মিত যে বিশৃঙ্খল ওঠানামা কিছু অনুমানযোগ্য, স্থিতিশীল আদর্শ থেকে প্রস্থানের প্রতিনিধিত্ব করে। কিন্তু জলবায়ু পরিবর্তনের অগ্রগতির সাথে সাথে বেশিরভাগ বাস্তব-বিশ্বের বাস্তুতন্ত্র স্বল্পমেয়াদেও ক্রমশ অস্থির হয়ে উঠছে। এমনকি অনেক মাত্রা বিবেচনায় নিয়েও, বিজ্ঞানীদের এই সদা পরিবর্তনশীল ভিত্তিরেখা সম্পর্কে সচেতন হতে হবে।

তবুও, বিশৃঙ্খলা বিবেচনায় নেওয়া আরও সঠিক মডেলিংয়ের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। "আমি মনে করি এটি সত্যিই উত্তেজনাপূর্ণ," মুঞ্চ বলেছেন। "এটি আমরা বর্তমানে পরিবেশগত গতিবিদ্যা সম্পর্কে যেভাবে চিন্তা করি তার বিপরীতে চলে।"