Математики научились предсказывать катастрофы в биосистемах

Поведение сложных био- и экологических систем предсказать практически невозможно. Но, тем не менее, обладая даже небольшим набором сведений о системе, можно предвидеть катастрофы и крупные катаклизмы в ней, о чем говорят две недавние статьи в Nature и PLoS Computational Biology, Наиболее прямым способом предсказания поведения систем является построение детальных моделей - метод "грубой силы". Но зачастую ученые не обладают ни нужным набором сведений, ни достаточными вычислительными мощностями.

В последнее время стали появляться математические методы, которые позволяют делать предсказания без необходимости детального описания системы.

Один из примеров - недавняя работа немецких ученых Стивена Лейда и Тило Гросса. Они разработали математические методы - "обобщенную" модель - которые позволяют заблаговременно предвидеть катаклизмы. Объект для изучения они выбрали нетривиальный - рыбное хозяйство. Входными данными служили количество улова каждого вида и то, чем данный вид питается. По этим данным ученые научились выделять сигнал тревоги, говорящий о том, что система находится на гране катастрофы еще до заметных ее проявлений.

Но, пожалуй, более наглядная и любопытная работа - статья в Nature победителя "голландской нобелевской премии" эколога и специалиста по "переломным моментам" Мартина Шеффера. Эта работа подтвердила универсальность давно известного правила: перед бурей всегда бывает затишье, даже если это буря - в микромире.

Вместе с коллегами он изучал поведение миниатюрных лабораторных экосистем, населенных только цианобактериями. Освещение и температура в этих маленьких мирах поддерживалась постоянной. При достаточном количестве бактерий все было хорошо: клетки заслоняли друг друга так, что никому не доставалось слишком много света (при его переизбытке клетка погибает), при этом не было и его недостатка. Понемногу ученые изымали часть бактерий из среды, что приводило к временному нарушению равновесия с последующим его восстановлением. В критический момент наступал перелом, и система теряла способность вернуться в прежнее состояние: бактерий было слишком мало, они получали слишком много света и все погибали. Оказалось, что скорость восстановления равновесия постепенно снижалась при приближении к катастрофе. Также значительно снижалась изменчивость многочисленных параметров, которые вдалеке от точки невозврата - флуктуируют, а вблизи - "замолкают". Такие же эффекты группа Шеффера обнаружила и в более масштабных экосистемах - озерах.

Источник: CNews R&D

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Общественно-политический фон, на котором существут зеленое движение До 2013- начала 2014 годов общественно-политический фон, на котором развивается зеленое движение России, определялся общим ресурсным вектором экономического развития России. В  2000-2010 годы сложилась авторитарно-олигархическая система власти, антиэкологическая по существу (приоритеты получения быстрой прибыли).  Во второй половине периода стала звучать властная экологическая риторика, раздавались звучные экологически...
Тезисы о зеленом движении России: кто и что
Григорий Явлинский и Алексей Яблоков подготовили  совместное заявление накануне очередного «Года экологии». Оно было опубликовано в конце декабря прошлого года. Спустя две недели Алексея Владимировича не стало. Этот важнейший документ, предлагающий пути  решения накопившихся экологических проблем, повышения качества жизни населения в России, оказался политическим завещанием академика Яблокова. Наступающий 2017 год указом Президента страны объявлен очередным «Годом эко...
Заявление, ставшее политическим завещанием академика Яблокова
Впереди нас ждет официально провозглашённый в России год экологии, и мы искренне надеемся на его положительный резонанс.  Однако, как показывает опыт, для экологических действий не нужно ждать отмашки, разрешения или специальных условий. Так же, как для того, чтобы каждому из нас переформатировать свою повседневную бытовую деятельность – поход в магазин или выбрасывание мусора – в пользу сохранения природы и собственного здоровья. Казалось бы, злободневность мусорного вопроса оч...
17 января 2017 года Этно-экологический информационный центр "Лач" г. Петропавловск-Камчатский Сегодня в номере: Соболезнование родным и близким Ахары Григория Информация по сбору, рассмотрению и подготовке предложений по внесению изменений в правила рыболовства Вниманию юридических лиц – общин коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока, проживающих на территории Петропавловск - Камчатского городского округа! Шестая муниципальная гонка на собачьи...
Информационная рассылка «Лач» № 2 (668)
На вчерашней  встрече Совета по  развитию гражданского общества и правам человека  с президентом Владимиром Путиным остро обсуждались экологические проблемы страны. Ниже некоторые выдержки из стенограммы заседания: В.Путин: В целом работа Совета затрагивает самые разные направления общественной жизни, будь то проблемы, связанные с миграцией, экологией, защитой прав граждан в трудовых конфликтах или же конкретные вопросы градостроительной пол...
Российских граждан чрезвычайно волнует нарушение их экологических прав

Другие новости

Год экологии в Республике Саха (Якутия) только начался, а мы уже убедились, какие наши дети активисты в плане охраны природы. На конкурс рисунков «Давайте не сорить в лесу!» поступило 190 работ с разных районов республики. Даже с Булунского, Абыйского, Томпонского, т.е. с севера. Лучшие, интересные работы будут размещены с указанием авторов в наиболее засоряемых местах на природе вокру...
24 января в 15 часов в Государственной универсальной научной библиотеке Красноярского края (ГУНБ) состоится в рамках «Года экологии 2017» Полемическая встреча экспертов по проекту создания перспективной модели рациональной цивилизации Земли. Инициаторами проекта выступили РОУ «Консультационно-экспертный совет по природопользованию», кафедра «Разведения, ген...
ПРАВИЛА КОНКУРСА 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Настоящее Положение определяет порядок и условия проведения Международного конкурса «Экотрадиция» (далее – Конкурс). 1.2. Цель Конкурса - популяризировать экологические традиции, которые направлены на развитие культуры природопользования. 1.3. Организатором Конкурса является основатель интернет-проекта «Органик Альянс» Ольга...
Информационная поддержка Международного интернет – конкурса «Экотрадиция» осуществляется при содействии Россотрудничества – Федеральное агентство по делам Содружества Независимых Государств, соотечественников, проживающих за рубежом, и по международному гуманитарному сотрудничеству. 2017 год – год экологии в России. Международный конкурс «Экотрадиция» напр...
В январе-марте 2017 года Научно-образовательный экологический центр «Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии» ДВО РАН (ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН) (ранее -Биолого-почвенного института ДВО РАН), Научно-общественный центр «Живая вода» и Международный центр экологического мониторинга окружающей среды БПИ ДВО РАН ООО, Экологическое бюро...
Приглашаем принять участие в XIV Дальневосточной молодежной экологической конференции «Человек и биосфера» с международным участием Дата: 29-31 марта 2017 года. Место проведения: «Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии» ДВО РАН  (ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН) (ранее - Биолого-почвенный институт ДВО РАН (конференц-зал), г. Владивосток,...
Общественная организация «Зоосфера», совместно с другими организациями, объявила о проведение очередного открытого  экологического конкурса юных  художников-анималистов «Планета диких животных». Городской открытый экологический конкурс детского творчества «Дикие животные родного края» учрежден в 2005 году управлением культуры мэрии города Новосиби...
Стипендия позволяет принять участие в интенсивном трехнедельном курсе, посвященном применению ГИС-технологий в природоохранных проектах с использованием программных продуктов ESRI (Дэвис, Калифорния), двух крупнейших в области ГИС-технологий конференциях: 37-й Международной пользовательской конференции ESRI (Сан-Диего, Калифорния) и 20-й Ежегодной конференции Society for Conservation GIS (Монтерей...
Сергей Лисовский является членом экспертного совета Международного интернет–конкурса «Экотрадиция».  Конкурс направлен на развитие культуры природопользования и формирование современных экологических традиций, он проходит ежегодно. В 2017 году прием работ начнется 27 февраля и продлится до 17 апреля. Участники конкурса «Экотрадиция» не получают денежного вознагр...
Фонд «Феникс» совместно с заповедниками и национальными парками юга Дальнего Востока России объявляют в школах Приморского и Хабаровского краев, Амурской и Еврейской автономной областях традиционный международный конкурс рисунков на две темы: «Один день из жизни дальневосточного леопарда в дикой природе» и «Один день из жизни амурского тигра в дикой при...
Министр природных ресурсов и экологии РФ Сергей Донской с уверенностью заявил, что Монголия отложила строительство ГЭС на крупнейшем притоке Байкала – Селенге. Об этом он сообщил 11 января на рабочем совещании, прошедшем в посёлке Танхой Республики Бурятия.
16 января в Бурятии должны были стартовать общественные слушания по проекту строительства монгольских ГЭС. Пройти они должны были в Улан-Удэ и четырех районах, не только расположенных на берегу Байкала, но и непосредственно граничащих с Монголией. Однако, как стало известно ИА «Восток-Телеинформ», слушания отложены. По меньшей мере, до марта.
Монголия импортирует из России самую дорогую электроэнергию – в часы пик. А экспортирует ее ночью, когда и в России энергия дешева. Для внутреннего потребления в Монголии прежде всего необходимо заместить импорт из России в пиковые вечерние часы, когда оптовая цена электроэнергии максимальна. Разница в минимальном и максимальном потреблении составляет 240-330 МВт и растет быстрее общего [...]
Накануне на официальном сайте Главного управления МЧС России по Хакасии появилось сообщение под весьма интригующим заголовком «Частые землетрясения на территории Сибири не представляют угрозы для Саяно-Шушенской ГЭС». Специалисты долго и упорно в очередной раз разъясняют, как устроена плотина самой крупной в Евразии гидроэлектростанции, как она реагирует на сейсмические события и почему этого гидр...
Почему публичные слушания по проблеме строительства ГЭС на Селенге в Монголии вновь перенесли? Как итоги публичных слушаний могут повлиять на этот проект? Почему Монголия может остаться «в минусе» при любом исходе слушаний? На эти вопросы в телеэфире «АТВ» отвечает эколог Сергей Шапхаев, руководитель  общественной организации «Бурятское региональное объединение по Байкалу»:
Сегодня стало известно, что проведение общественных слушаний, посвящённых проекту строительства ГЭС на крупнейшем притоке Байкала, вновь перенесли: Монголия не успела проработать замечания России по проектам. Об этом бурятскому изданию «Информ Полис online» рассказал известный эколог, руководитель «Бурятского регионального объединения по Байкалу» Сергей Шапхаев.
Бурятская экологическая общественность напугана срывом общественных слушаний, посвященных планам Монголии по строительству каскада ГЭС на впадающей в Байкал реке Селенге. Они должны были стартовать 16 января и продлиться до конца месяца, но были перенесены на неопределенный срок.

Конкурс экологических проектов экодело зима 2017

Фотогалерея

Интересные ссылки

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

 

Активность на сайте

Аюна Миронова аватар
Аюна Миронова
Природный парк "Легенды Аргуни"

Проект очень нужный для нас, мы как раз живем на данной территории и нам хорошо видно, как многие люди относятся к природе,  создание п...

Юрий Широков аватар
Юрий Широков
Зов Суслика

Несколько лет назад в Краснокаменске, также по инициативе экологов, был построен памятник тарбагану...

Юрий Широков аватар
Юрий Широков
Новые правила заготовки древесины угрожают кедровым лесам России

На действия общественных организаций последовала достаточно ...

Юрий Широков аватар
Юрий Широков
IV Молодежный конкурс социальной экологической рекламы «Cохраним будущее!»

Интересно было бы посмотреть лучшие работы с предыдущих конкурсов. Они где-то публиковались?

Надежда Степанцова аватар
Надежда Степанцова
Как самим создавать острова…

Ваше право, Виталий, соглашаться или нет :) Но с точки зрения сохранения редкого вида растений не вижу ничего некорректного в моей фразе. Я...

Виталий Рябцев аватар
Виталий Рябцев
Как самим создавать острова…

Проект несомненно важен и актуален. Но с высказыванием автора по поводу огораживания Сарайского пляжа – «Вот пример непродуманно...

сортировать по иконкам
36 недель 3 дня назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 90,642 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/...

48 недель 1 день назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 90,642 |

нужна схема пещер с измерениями

51 неделя 4 дня назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 90,642 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

37 недель 3 дня назад
Виктор Егоров
Виктор Егоров аватар
Экология в районах Санкт Петербурга

Смотрели: 5,742 |

Я считаю, что мусорная захламленность улиц существенно влияет на экологическую обстановку Санкт Петербурга и Ленинградской области. Поэтому...

1 год 1 неделя назад
Сергей Наумов
Сергей Наумов аватар
Экология в районах Санкт Петербурга

Смотрели: 5,742 |

Наша компания http://www.ecocentrp.ru/...

размешен 20.01.17 | Тип: Новость
Мухоплев Алексей, 6 кл., МБОУ Быковская СОШ

Год экологии в Республике Саха (Якутия) только начался, а мы уже убедились, какие наши дети активисты в плане охраны природы. На конкурс рисунков «Давайте не сорить в лесу!» пост...

размешен 20.01.17 | Тип: Проект

Проект представлен Центром спутникового мониторинга и гражданского контроля, основанном в январе 2017 года.

Добыча россыпного золота сегодня приводит к существенной...

размешен 20.01.17 | Тип: Проект

Проект представляет инициативная группа «Биота», организованная в 2015 году. Цели создания инициативной группы: 1) помощь в работе природоохранных организаций – первичный с...

размешен 20.01.17 | Тип: Статью

Впереди нас ждет официально провозглашённый в России год экологии, и мы искренне надеемся на его положительный резонанс.  Однако, как показывает опыт, для экологических дейс...

размешен 19.01.17 | Тип: Событие

24 января в 15 часов в Государственной универсальной научной библиотеке Красноярского края (ГУНБ) состоится в рамках «Года экологии 2017» ...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал