Животное разнообразие выросло от единичных, предковых видов, живших в определенный момент времени в эпоху неопротерозоя (1000-541 млн. лет назад), до многих миллионов видов, обитавших сегодня на Земле.
В своем Послании Санта-Росалии Хатчинсон (1959 г.) спросил, почему современное разнообразие животных так велико. В ответ он предложил, чтобы наличие ресурсов регулировало таксономическое разнообразие, и чтобы оно накапливалось за счет функциональной дифференциации, что означает, что разнообразие обычно находится на уровне или близком к пропускной способности, налагаемой имеющимися ресурсами.
Такое толкование не получило всеобщего признания. Другие, напротив, предложили, чтобы разнообразие оставалось далеко от любого предела, и чтобы большинство экологических систем были открыты для вторжения и накопления видов.
При первом сценарии временные и пространственные различия в таксономическом и функциональном разнообразии должны отражать доступность ресурсов. В последнем случае они должны быть в значительной степени отделены друг от друга. Спустя более полувека после того, как Хатчинсон поставил их перед собой, вопросы о том, насколько разнообразие животных близко к пропускной способности и регулируется наличием ресурсов, остаются нерешенными. Кроме того, остается открытым вопрос о том, в какой степени разнообразие существовало в течение эволюционного времени и в какой степени.
Из ресурсов, потенциально ограничивающих разнообразие, ни один не получил большего внимания, чем первичная производительность (т.е. доступность энергии). В основе гипотетической взаимосвязи между энергетическим разнообразием и разнообразием лежит целый ряд потенциальных процессов, которые могут быть сгруппированы в широкие группы в рамках механизмов энергетического бюджета и энергетической адаптации.
В модели энергетического бюджета энергия - это выделенный ресурс, который может быть преобразован в труд и массу. Многие гипотезы о взаимосвязи между разнообразием источников энергии предполагают наличие положительной связи между первичной производительностью и таксономическим разнообразием. Больше энергии может поддержать больше индивидуумов, защищая их от локального вымирания, и, таким образом, может поддержать большее количество видов.
Гипотеза "еще одного трофического уровня" предполагает, что увеличение роста и воспроизводства потребителей, обусловленное увеличением доступности энергии, позволяет экосистеме поддерживать как более высокие трофические уровни, так и большее разнообразие хищников на более высоких трофических уровнях (Abrams 1993; Moen and Collins 1996).
Виды энергетических режимов
В рамках модели энергетической адаптации виды адаптируются к конкретным энергетическим режимам. Другими словами, существуют "высокоэнергетические" и "низкоэнергетические" виды. Видовые организмы с высокой энергией, обладающие более высокими метаболическими потребностями, не могут существовать в среде с низкой энергией. Низкоэнергетические виды процветают в низкоэнергетических средах, но также встречаются и в высокоэнергетических, поскольку они могут сохраняться на энергетических остатках, не улавливаемых высокоэнергетическими видами.
Действительно, морские сообщества с низкой продуктивностью представляют собой гнездящиеся подгруппы сообществ с высокой продуктивностью. Результаты недавнего исследования также показали, что наличие и доминирование функциональных типов, измеряемых такими признаками, как размер тела и история жизни, варьируется в зависимости от наличия энергии, предполагая связь между энергетическим спросом и особыми свойствами видов. Кроме того, характеристики, влияющие на приобретение энергии, такие как виды питания или трофические ниши, должны обеспечивать еще одну потенциальную связь между наличием продовольствия и таксономическим или функциональным разнообразием градиентов энергетического разнообразия.
Эта концептуальная основа, в которой виды адаптируются к определенному уровню ресурсов или соотношению ресурсов, аналогична понятию климатических ниш или солнечная энергия, к другой энергетической оси, а именно химической энергии, получаемой в результате чистого первичного производства и, как следствие, большого количества твердых органических углеродов (ТОУ).
Эта адаптивная модель взаимоотношений между энергетическим разнообразием и разнообразием позволяет делать конкретные прогнозы в отношении динамики распространения видов в космосе. Виды, обладающие функциональными особенностями, связанными с различиями в энергетическом спросе или поглощении энергии, должны в среднем преобладать в среде с соответствующими значениями потока ТОУ. Среднее значение потока ТОУ, связанного с различными функциональными группами, должно варьироваться в зависимости от режимов питания и потребности в энергии.
Кроме того, аналогичные различия между функциональными группами должны наблюдаться между независимыми группами видов в различных регионах, если модели отражают причинно-следственный контроль функционального и таксономического разнообразия по наличию энергии.
Концепция энергетической адаптации была разработана для объяснения пространственных различий в биоразнообразии в современном мире.
Таким образом, как представляется, наличие энергии напрямую влияет на экологическую структуру современных морских бивалентных сообществ, изменяя конкурентоспособность экологических стратегий.