Systém „predátor-kořist“.

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 15. září 2020; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Systém dravec-kořist  je komplexním ekosystémem , pro který se realizují dlouhodobé vztahy mezi druhy predátor a kořist , což je typický příklad koevoluce .

Vztahy mezi predátory a jejich kořistí se vyvíjejí cyklicky a jsou ilustrací neutrální rovnováhy [1] .

Biologický systém

Adaptace vyvinuté kořistí proti predátorům přispívají k rozvoji mechanismů u predátorů k překonání těchto adaptací. Dlouhodobé soužití predátorů a kořisti vede k vytvoření interakčního systému, ve kterém jsou obě skupiny stabilně zachovány na studovaném území. Porušení takového systému často vede k negativním environmentálním důsledkům.

Negativní dopad narušení koevolučních vztahů je pozorován při vysazování druhů. Zejména kozy a králíci introdukovaní v Austrálii nemají na této pevnině účinné mechanismy pro regulaci populace , což vede k ničení přírodních ekosystémů .

Matematický model

Řekněme, že v určité oblasti žijí dva druhy zvířat : králíci (požírají rostliny ) a lišky (požírají králíky). Nechť počet králíků , počet lišek . Pomocí Malthusova modelu s nezbytnými korekcemi, s přihlédnutím k požírání králíků liškami, se dostáváme k následujícímu systému, který nese název modelu Volterra - Podnosy :

Tento systém má rovnovážný stav , kdy je počet králíků a lišek konstantní. Odchylka od tohoto stavu vede ke kolísání počtu králíků a lišek, podobně jako kolísání harmonického oscilátoru . Stejně jako v případě harmonického oscilátoru není toto chování strukturálně stabilní : malá změna v modelu (například s ohledem na omezené zdroje potřebné pro králíky) může vést ke kvalitativní změně chování . Například rovnovážný stav se může ustálit a populační výkyvy odezní . Možná je i opačná situace, kdy jakákoli malá odchylka od rovnovážné polohy povede ke katastrofálním následkům, až k úplnému vyhynutí některého z druhů. Na otázku, který z těchto scénářů se realizuje, model Volterra-Lotka nedává odpověď: je zde nutný další výzkum.

Volterra-Lotkův model je z hlediska teorie oscilací konzervativní systém s prvním integrálem pohybu. Tento systém není hrubý, protože sebemenší změny na pravé straně rovnic vedou ke kvalitativním změnám v jeho dynamickém chování. Pravou stranu rovnic je však možné "nepatrně" upravit tak, aby se systém stal samooscilačním. Přítomnost stabilního limitního cyklu, charakteristického pro hrubé dynamické systémy, přispívá k výraznému rozšíření rozsahu modelu [2] .

Chování modelu

Skupinový způsob života predátorů a jejich kořisti radikálně mění chování modelu a činí jej stabilnějším.

Zdůvodnění: při skupinovém životním stylu se snižuje frekvence náhodných setkání predátorů a potenciálních obětí, což potvrzují pozorování dynamiky počtu lvů a pakoňů v parku Serengeti [3] .

Historie

Model soužití dvou biologických druhů (populací) typu „predátor-kořist“ se nazývá také model Volterra-Lotka.

Poprvé jej získal Alfred Lotka v roce 1925 (používá se k popisu dynamiky interagujících biologických populací).

V roce 1926 (nezávisle na Lotce) podobné (a složitější) modely vyvinul italský matematik Vito Volterra . Jeho hluboký výzkum v oblasti environmentálních problémů vytvořil základ matematické teorie biologických společenstev ( matematická ekologie ) [4] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Prvky: Vztah predátor-kořist . Datum přístupu: 22. října 2009. Archivováno z originálu 12. prosince 2009.
  2. ↑ Neimark Yu I. Matematické modely přírodních věd a techniky (přednášky). Ed. UNN, Nižnij Novgorod, díly 1, 2, 3, vydání z roku 1994, 1996 a 1997.
  3. ↑ Veřejný životní styl zvyšuje stabilitu systému predátor-kořist (John M. Fryxell, Anna Mosser, Anthony RE Sinclair, Craig Packer. Formace skupiny stabilizuje dynamiku predátor-kořist // Nature. 2007. V. 449. S. 1041-1043 ) . Získáno 22. října 2009. Archivováno z originálu 26. listopadu 2009.
  4. ↑ Nejjednodušší model dravec-kořist (nepřístupný odkaz) . Získáno 22. října 2009. Archivováno z originálu 19. května 2017. 

Literatura

Odkazy