Las dinámicas microbianas no en equilibrio revelan un nuevo patrón macroecológico más allá de la ley de Taylor

Introducimos un parámetro analítico integral, basado en el formalismo de Fokker-Planck, para estudiar las dinámicas microbianas en presencia de fuerzas bióticas y abióticas. En equilibrio, observamos un balance entre los dos tipos de fuerzas, lo que lleva a la ausencia de correlaciones entre las abundancias de especies. Esto implica que los microbiomas reales, donde se han observado correlaciones, operan fuera de equilibrio. Por lo tanto, analizamos las dinámicas fuera de equilibrio, presentando un ansatz para una solución aproximada que encarna la compleja interacción de fuerzas en el sistema. Esta solución es consistente con la ley de Taylor como una aproximación de grano grueso de la relación entre la abundancia de especies y la varianza, pero implica efectos más sutiles, prediciendo una estructura no observada más allá de la ley de Taylor. Motivados por esta predicción teórica, refinamos el análisis de los datos metagenómicos existentes, revelando un nuevo patrón macroecológico universal. Finalmente, especulamos sobre el origen físico de la ley de Taylor: basándonos en una analogía con la teoría del movimiento browniano, proponemos que la ley de Taylor surge como una relación de Fluctuación-Crecimiento resultante de la equipartición de recursos ambientales entre especies microbianas.