"rovdyr-bytte" system

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. september 2020; checks kræver 4 redigeringer .

Rovdyr-bytte-systemet  er et komplekst økosystem , for hvilket langsigtede forhold mellem rovdyr og byttedyr er realiseret , et typisk eksempel på samevolution .

Relationer mellem rovdyr og deres bytte udvikler sig cyklisk, hvilket er en illustration af en neutral ligevægt [1] .

Biologisk system

Tilpasninger udviklet af byttedyr for at modvirke rovdyr bidrager til udviklingen af ​​mekanismer hos rovdyr til at overvinde disse tilpasninger. Den langsigtede sameksistens af rovdyr og byttedyr fører til dannelsen af ​​et interaktionssystem, hvor begge grupper er stabilt bevaret i undersøgelsesområdet. Overtrædelse af et sådant system fører ofte til negative miljømæssige konsekvenser.

Den negative virkning af krænkelse af coevolutionære forhold observeres under introduktionen af ​​arter. Især geder og kaniner introduceret i Australien har ikke effektive mekanismer til befolkningsregulering på dette fastland , hvilket fører til ødelæggelse af naturlige økosystemer .

Matematisk model

Lad os sige, at to typer dyr lever i et bestemt område : kaniner (spiser planter ) og ræve (spiser kaniner). Lad antallet af kaniner , antallet af ræve . Ved at bruge Malthus-modellen med de nødvendige rettelser, under hensyntagen til ræves spisning af kaniner, kommer vi frem til følgende system, som bærer navnet på Volterra-modellen - Bakker :

Dette system har en ligevægtstilstand, hvor antallet af kaniner og ræve er konstant. Afvigelse fra denne tilstand fører til fluktuationer i antallet af kaniner og ræve, svarende til fluktuationer i den harmoniske oscillator . Som i tilfældet med den harmoniske oscillator er denne adfærd ikke strukturelt stabil : en lille ændring i modellen (for eksempel under hensyntagen til de begrænsede ressourcer, som kaniner har brug for) kan føre til en kvalitativ ændring i adfærd . For eksempel kan ligevægtstilstanden blive stabil, og befolkningsudsving vil falme . Den modsatte situation er også mulig, når enhver lille afvigelse fra ligevægtspositionen vil føre til katastrofale konsekvenser, op til den fuldstændige udryddelse af en af ​​arterne. På spørgsmålet om, hvilke af disse scenarier der implementeres, giver Volterra-Lotka-modellen ikke et svar: yderligere forskning er påkrævet her.

Fra synspunktet om oscillationsteorien er Volterra-Lotka-modellen et konservativt system med et første integral af bevægelse. Dette system er ikke groft, da de mindste ændringer i højre side af ligningerne fører til kvalitative ændringer i dets dynamiske adfærd. Det er dog muligt at "let" modificere højre side af ligningerne på en sådan måde, at systemet bliver selvsvingende. Tilstedeværelsen af ​​en stabil grænsecyklus, karakteristisk for ru dynamiske systemer, bidrager til en betydelig udvidelse af modellens omfang [2] .

Modeladfærd

Rovdyrs gruppeliv og deres bytte ændrer radikalt modellens adfærd og gør den mere stabil.

Begrundelse: med en gruppelivsstil reduceres hyppigheden af ​​tilfældige møder mellem rovdyr og potentielle ofre, hvilket bekræftes af observationer af dynamikken i antallet af løver og gnuer i Serengeti-parken [3] .

Historie

Modellen for sameksistens af to biologiske arter (populationer) af typen "rovdyr-byttedyr" kaldes også Volterra-Lotka-modellen.

Det blev først opnået af Alfred Lotka i 1925 (brugt til at beskrive dynamikken i interagerende biologiske populationer).

I 1926 (uafhængigt af Lotka) blev lignende (og mere komplekse) modeller udviklet af den italienske matematiker Vito Volterra . Hans dybe forskning inden for miljøproblemer dannede grundlaget for den matematiske teori om biologiske samfund ( matematisk økologi ) [4] .

Se også

Noter

  1. ↑ Elementer: Forholdet mellem rovdyr og bytte . Dato for adgang: 22. oktober 2009. Arkiveret fra originalen 12. december 2009.
  2. ↑ Neimark Yu. I. Matematiske modeller for naturvidenskab og teknologi (forelæsninger). Ed. UNN, Nizhny Novgorod, del 1, 2, 3, udgaver af 1994, 1996 og 1997.
  3. ↑ Offentlig livsstil øger stabiliteten af ​​rovdyr-bytte-systemet (John M. Fryxell, Anna Mosser, Anthony RE Sinclair, Craig Packer. Gruppedannelse stabiliserer rovdyr-byttedyrs dynamik // Nature. 2007. V. 449. P. 1041-1043 ) . Hentet 22. oktober 2009. Arkiveret fra originalen 26. november 2009.
  4. ↑ Den enkleste rovdyr-bytte-model (utilgængeligt link) . Hentet 22. oktober 2009. Arkiveret fra originalen 19. maj 2017. 

Litteratur

Links