Une paire de chercheurs, un avec le Centre Simons pour l'étude des machines vivantes en Inde, l'autre avec l'Université de l'Illinois aux États-Unis, a construit un modèle pour expliquer un paradoxe du plancton. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , Akshit Goyal et Sergei Maslov décrivent leur modèle et à quel point ils croient qu'il décrit les communautés bactériennes réelles.

Comme le notent les chercheurs, pendant de nombreuses années, les biologistes se sont demandé comment il se fait que les communautés de bactéries peuvent être si diverses et pourtant si stables. Dans la plupart de ces communautés, de nombreuses populations devraient croître de façon exponentielle, ce qui déséquilibrerait une communauté bactérienne, mais cela ne se produit pas. Au lieu, la communauté reste stable. Ce phénomène est connu sous le nom de paradoxe du plancton. L'une des principales théories pour expliquer le paradoxe est basée sur deux idées principales :l'une est que certaines bactéries consomment les déchets d'une autre espèce. L'autre est que les nouveaux membres potentiels d'une communauté ne peuvent survivre qu'en remplissant une niche inoccupée par d'autres, ou en mieux à remplir ce créneau. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont créé un modèle mathématique pour simuler cette théorie.

Pour créer le modèle, les chercheurs ont commencé par quelques « règles » de base pour leur communauté théorique. Chaque membre ne consomme jamais qu'un seul type de ressource, et sa consommation provoque la production d'exactement deux nouvelles ressources. La paire a également supposé que tout nouveau membre ne pourrait survivre que s'il y avait une niche ouverte, ou s'ils étaient meilleurs à exploiter une ressource qu'un membre actuel.

En utilisant le modèle pour créer une simulation informatique, les chercheurs ont découvert que leurs règles simples conduisaient à une communauté virtuelle qui, comme les communautés bactériennes du monde réel, était à la fois diversifié et stable, et en fait est devenu de plus en plus stable à mesure que les organismes se diversifiaient. Ils ont noté qu'aux premiers stades du développement communautaire, parfois des avalanches de décès se sont produites, au cours de laquelle un nouveau, des espèces plus efficaces ont pris pied, provoquant la mort des membres existants d'une espèce, qui a entraîné la mort des espèces qui se nourrissaient de ses déchets, etc. Mais au fur et à mesure que le temps passait et qu'une communauté devenait plus stable, les avalanches sont devenues moins fréquentes. Les chercheurs ont également noté que leur modèle explique pourquoi deux communautés dans des conditions idéales peuvent se développer si différemment l'une de l'autre - tout dépend de l'historique des nouvelles adhésions.

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