A new hypothesis to explain the coexistence of n species in the presence of a single resource

This paper presents a hypothesis allowing us to explain the coexistence of several species (here micro-organisms) in competition on a single resource (called a substrate) in a chemostat. We introduce a new class of kinetics that does not only depend on the substrate concentration in the medium, but also on the biomass concentration. From the study of elementary interactions (i) between micro-organisms, (ii) between micro-organisms and their environment in which they grow and from simulations, we show that this modelling approach can be interpreted in terms of substrate diffusion phenomena. A rigorous study of this new class of models allows us to hypothesize that abiotic parameters can explain the fact that an arbitrarily large number of species can coexist in the presence of a unique substrate. To cite this article: C. Lobry, J. Harmand, C. R. Biologies 329 (2006).

RésuméCet article présente une hypothèse permettant d'expliquer la coexistence de plusieurs espèces (ici des micro-organismes) en compétition sur une seule ressource (substrat) dans un chémostat. Nous introduisons une nouvelle classe de cinétiques qui ne dépendent pas seulement de la concentration en substrat du milieu, mais également des concentrations en microorganismes. À partir de considérations relatives aux interactions élémentaires (i) entre microorganismes, (ii) entre microorganismes et le milieu dans lequel ils croissent, et en utilisant des simulations, nous montrons que cette modélisation peut être interprétée comme une limitation diffusionnelle. L'étude rigoureuse de cette nouvelle classe de modèles nous permet d'avancer l'hypothèse selon laquelle ces phénomènes abiotiques seraient à l'origine du maintien d'une grande diversité (nombre d'espèces arbitrairement large) en présence d'un seul substrat. Pour citer cet article : C. Lobry, J. Harmand, C. R. Biologies 329 (2006).