16:59
Новый математический фронт для понимания сосуществования видов

То, как создается и поддерживается биоразнообразие, является центральным вопросом науки, который становится все более важным для качества нашей жизни. Как подобные виды сосуществуют в системе? Какие из них будут доминировать или будут исключены? Поддастся ли система вторжению посторонних? Можем ли мы предсказать эту интерактивную динамику в системах со многими различными видами? Для ответа на эти вопросы обычно используются методы моделирования и статистические подходы, но ограниченные прогнозы, которые они предлагают, побудили Эриду Джини, главного исследователя Института Гульбенкяна де Сьенча, в сотрудничестве со Стеном Мадеком из Университета тура во Франции, исследовать более глубокий математический маршрут и раскрыть общие правила, описывающие такие системы.

Оба исследователя использовали систему микробной передачи между хозяевами в качестве основы своего теоретического исследования. В системе такого типа каждый вид, колонизирующий хозяина, может изменить местную среду обитания и сделать ее лучше или хуже для совместной колонизации другим видом. Если это делается лучше, то это описывается как попарное упрощение; если это делается хуже, то это отражает попарную конкуренцию. Это исследование предлагает структуру, которая рассматривает, что является конечным результатом в сети многих попарных взаимодействий и как ее члены "проектируют" вместе свое сосуществование.

"Вначале мы не знали, каким образом парная конкуренция или упрощение отношений между всеми взаимодействующими членами приводит к глобальной динамике системы. Мы имели дело со многими уравнениями, и их число росло квадратично по мере того, как мы рассматривали виды в нашей модели. Например, для 10 видов мы будем иметь более 100 уравнений для решения", - заявила Эрида Джини. Математический метод разделения по временным шкалам дает преимущество, поскольку позволяет отделить переменные, изменяющиеся быстрее, от переменных, изменяющихся медленнее.

"Благодаря этому методу мы открыли простое уравнение, принадлежащее к семейству уравнений репликатора (широко используемых в эволюционной теории игр), которое управляет динамикой частоты между видами в нашей модели. Этот тип уравнений отражает суть конкуренции между несколькими стратегиями в многопользовательской игре и то, как их успех меняется с течением времени. Удивительно, но мы находим его здесь, выходя из Матрицы "социальных " взаимодействий", - объясняет Эрида Джини. С этими результатами становится ясно, что глобальная динамика системы может быть предсказана полностью по типу и качеству попарных взаимодействий.

"Мы считаем, что это изменит то, как люди изучают многотипные сообщества, помимо эпидемиологии, которая была первоначальной мотивацией для этой работы. На более фундаментальном уровне математический язык этой работы в конечном счете передает, что мы живем не одни, а встроены в сеть взаимосвязей с другими, где индивидуальный успех зависит не только от непосредственных связей, но и от глобального формирующегося контекста",-подчеркивают авторы. Эта структура дает аналитические и вычислительные преимущества для изучения и интерпретации высокомерных взаимодействующих систем, особенно в том, что касается их стабильности и эволюции, устанавливая ко-колонизацию как важный путь к сосуществованию и биоразнообразию.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Нобелевская премия: как Пенроуз, Гензель и гез помогли поставить черные дыры в центр современной астрофизики


В поисках невидимого


Почему блокировка практически никак не повлияла на глобальные температуры

Категория: Тайны / Новости / Гипотеза / Наука | Просмотров: 83 | Добавил: admin | Теги: система, вид, Новый математический фронт для пони, глобальная динамика системы | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar