Matematinis modelis, skirtas paaiškinti planktono paradoksą

Anonim

Pora mokslininkų, viena su "The Simons" "Living Machines" studijų centru Indijoje, kita - su JAV universiteto Ilinojaus, sukūrė modelį, paaiškinantį planktono paradoksą. Žurnale " Physical Review Letters", "Akshit Goyal" ir "Sergejus Maslov" paskelbtame dokumente apibūdinamas jų modelis ir kaip jie mano, kad tai vaizduoja faktines bakterijų bendruomenes.

Kaip pažymi mokslininkai, daugelį metų biologai susimąstė, kaip bakterijų bendruomenės gali būti tokios įvairios ir vis tiek stabilios. Daugumoje tokių bendruomenių daugelis gyventojų turėtų augti eksponentiškai, o tai turėtų paskatinti nebalansinę bakterijų bendruomenę, tačiau taip nėra. Vietoje to, bendruomenė išlieka stabili. Šis reiškinys jau vadinamas planktono paradoksu. Viena iš pagrindinių teorijų, paaiškinančių paradoksą, pagrįsta dviem pagrindinėmis idėjomis: viena iš šių bakterijų vartoja kitos rūšies atliekas. Kitas yra tas, kad potencialūs nauji bendruomenės nariai gali išgyventi tik užpildydami kitų neįtrauktas nišą arba geriau užpildydami šią nišą. Šiomis naujomis pastangomis mokslininkai sukūrė matematinį modelį, kuris imituotų šią teoriją.

Norėdami sukurti modelį, mokslininkai pradėjo keletą pagrindinių "taisyklių" savo teorinei bendruomenei. Kiekvienas narys tik vieną kartą naudoja vieno tipo resursus, o jo vartojimas sukelia tiksliai du naujus išteklius. Pora taip pat manė, kad nauji nariai galėtų išgyventi tik tuo atveju, jei būtų atvira niša, arba jei jie geriau panaudojo šaltinį nei dabartinis narys.

Naudodamiesi modeliu sukurdami kompiuterinį modeliavimą, mokslininkai nustatė, kad jų paprastos taisyklės paskatino virtualią bendruomenę, kuri, kaip ir realiosios bakterijų bendruomenės, buvo skirtinga ir stabili ir iš tiesų tapo vis stabilesnė, nes organizmai tapo įvairesni. Jie pažymėjo, kad ankstyvosiose bendruomenės vystymosi stadijose kartais pasitaiko nuovargio lavinų, per kurias atsirado naujos, veiksmingesnės rūšys, dėl kurių egzistuojantys rūšies nariai miršta, dėl to žuvo tie žmonės rūšis, kurios šeriamos atliekomis, ir pan. Tačiau kai praėjo laikas ir bendruomenė augo stabiliau, griūtys tapo mažiau paplitusios. Tyrėjai taip pat pažymėjo, kad jų modelis paaiškina, kodėl dvi idealiomis sąlygomis esančios bendruomenės gali vystytis taip nevienodai, o tai priklauso nuo naujos narystės istorijos.

menu
menu