Rūšių sambūvio supratimas per matematiką

Kaip poros sukuria visa tai. Autorius: Erida Gjini

Mokslininkai siūlo naują skirtingų mikrobų rūšių šeimininkų kolonizavimo modelį, kuris suteikia esminių pažangos suprantant biologinę įvairovę.

Kaip yra kuriama ir palaikoma biologinė įvairovė, yra pagrindiniai mokslo klausimai, kurie tampa vis svarbesni mūsų gyvenimo kokybei. Kaip sistemoje egzistuoja panašios rūšys? Kuris iš jų bus dominuojantis ar pašalintas? Ar sistema pasiduos pašalinei invazijai iš išorės? Ar galime numatyti šią interaktyvią dinamiką sistemose, kuriose yra daug skirtingų rūšių? Modeliavimas ir statistiniai metodai dažniausiai naudojami atsakant į šiuos klausimus, tačiau jų siūlomos ribotos prognozės paskatino Eridą Gjini, vadovaujančią tyrėją Instituto Gulbenkian de Ciência, bendradarbiaujant su Stenu Madecu iš Turo universiteto (Prancūzija) “. gilesnis matematinis tyrimas, siekiant ištirti bendras taisykles, apibūdinančias, aptinkančias ir atskleidžiančias tokias sistemas.

Du mokslininkai savo teorinio tyrimo pagrindu naudoja mikrobų perdavimo tarp šeimininkų sistemą. Tokio tipo sistemose kiekviena šeimininką kolonizuojanti rūšis gali pakeisti vietinę aplinką ir padaryti ją geresne ar blogesne, kolonizuodama kitos rūšies. Pagerėjęs jis apibūdinamas kaip palengvinimas porai; jei blogėja, tai atspindi judviejų konkurenciją. Šiame tyrime siūloma sistema, kuri nagrinėja, koks yra galutinis rezultatas daugybėje porinių sąveikų tinkle ir kaip nariai kartu „konstruoja“ savo sambūvį.

„Iš pradžių nežinojome, kaip porinė konkurencija ar palengvinimas tarp visų sąveikos narių pavertė pasaulinę sistemos dinamiką. Mums teko susidurti su daugeliu palyginimų, o jų skaičius išaugo lygiai su rūšių skaičiumi, kurį laikėme savo modelyje. Pavyzdžiui, dešimčiai rūšių turėsime daugiau nei 100 palyginimų, kuriuose galėsime dalyvauti “, – sakė Erida Gjini. Matematinė laiko ir skalės atskyrimo technika suteikia pranašumą, nes tai leidžia atskirti kintamuosius, kurie keičiasi greičiau nei tuos, kurie keičiasi lėčiau.

„Šio metodo dėka mes atradome paprastą lygtį, kuri priklauso replikatorių lygčių šeimai (kuri plačiai naudojama evoliucijos žaidimų teorijoje), kuri kontroliuoja dažnio dinamiką tarp rūšių mūsų modelyje. Tokio tipo palyginimai užfiksuoja daugelio žaidėjų kelių strategijų konkurencijos esmę ir tai, kaip laikui bėgant keičiasi jų sėkmė. Keista, kad čia randame „socialinių“ sąveikų matricą “, – aiškina Erida Gjini. Su šiais rezultatais tampa aišku, kad pasaulinę sistemos dinamiką galima visiškai numatyti pagal porinių sąveikų tipą ir kokybę.

“Mes tikime, kad tai pakeis tai, kaip žmonės studijuoja įvairaus tipo bendruomenes, ne tik epidemiologija, o tai buvo pirminė šio darbo motyvacija. Esminiu lygmeniu matematinė šio darbo kalba galiausiai reiškia, kad mes ne tik gyvename, bet ir esame įsišakniję į tarpusavio priklausomybės tinklą su kitais, kur individuali sėkmė priklauso nuo proksimalinių ryšių, bet ir nuo kylančio globalaus konteksto. “, – pabrėžia autoriai. Ši sistema suteikia analitinius ir skaičiavimo pranašumus tiriant ir interpretuojant aukštų matmenų sąveikos sistemas, ypač atsižvelgiant į jų stabilumą ir evoliuciją, ir nustato kolonizaciją kaip svarbų kelią sambūvio ir biologinės įvairovės link.

Nuoroda: Sten Madec ir Erida Gjini, 2020 m. Spalio 29 d. „N-genties kolonizacijos sąveikos numatymas: epidemiologija atitinka ekologiją ir replikatoriaus lygtį“. Biuletenis matematinei biologijai.
DOI: 10.1007 / s11538-020-00816-w

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Saulės energijos veiklos nepastovumą galėtų kompensuoti Žemės planetos magnetinis laukas

2015 m. Gegužės mėn. Saulė per penkias dienas suvaidino maždaug tuziną aktyvių zonų. Ryškios spalvos pluoštai, sklindantys iš šių aktyvių regionų, yra dalelės,...

Didžiausias Australijos dinozauras – Pietų Titanas – ką tik buvo įrašytas į rekordą!

Australotitan cooperensis, „Pietų Titanas arba Cooperis“. Autorius: Vladas Konstantinovas, Scottas Hocknullas © Eromangos gamtos istorijos muziejus Kiek aukšta yra krepšinio aikštelė, aukštesnė už b-dublius...

Žmonių nulemta klimato kaita yra tik pusė Antarkties kriliaus paveikslo

Antarkties krilasi, Euphausia superba. Autorius: Uwe Kils / Wikipedia Apskaičiuota, kad šiame amžiuje krilių populiacija buveinių centre Antarktidoje sumažėjo apie 30% dėl plačiai paplitusio...

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Newsletter

Subscribe to stay updated.