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

Материал в разделах:

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие новости

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий.   ФГБУ "Государственный заповедник "Черные земли"  Зултурган – трава степная. Ранее мы писали уже о том, что планируем мероприятия по повышению продуктивности пастбищных угодий для популяции сайгака Северо-Западного Прикаспия. В рамках соглашения с Калмыцким государственным университетом, сотрудниками инженерно-техно...
Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день.   ДАТА КАЛЕНДАРЯ. Национальный парк «Кодар» создан 8 февраля 2018 года для того, чтобы сохранить уникаль...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-misc] Главные новости дня | понедельник: землетрясение, Украина, Тибет, приоритеты ООН, «женское обрезание» *[Enwl-inf] OOPT Камчатский краевой суд в апелляционной инстанции отменил приговор *[Enwl-inf] [wildlife-climate] Fwd: [can-eecca] Болота и климат *[Enwl-eng] «Вебинар по вопросам участия общественности в ре...
Вести сообщества Хранителей Природных Территорий.   Заповедник «Белогорье» В рамках мониторинга за эпизоотической обстановкой по АЧС в дикой фауне ветеринарные специалисты совместно с сотрудниками Россельхознадзора и Заповедника «Белогорье» провели отбор проб биоматериала – слюны диких кабанов – с последующим их отправкой в лабораторию для исследования на...
Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день.   ДАТА КАЛЕНДАРЯ. Государственный национальный природный парк «Кольсайские озёра» создан 7 февраля 2007 года...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 11 в Тем: 11 (5.2.23) *[Enwl] Градозащитный фильм: “Петербург. Гибнущие памятники” *[Enwl] Несмотря на то что Петербург — это крупный промышленный центр, основным источником загрязнений воздуха здесь является автотранспорт *[Enwl] Дайджест CAN ВЕКЦ...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 17 в Тем: 17 (4.2.23) *[Enwl] Re: Перевод Лавлока и некоторых других книг Европейским Университетом в СПб *[Enwl] [РМЭФ] Курс как защитить окружающую среду *[Enwl-inf] Рожденные в снежных берлогах *[Enwl-inf] [Ежедневный дайджест МСоЭС] Обзор за 04 февраля *[En...
Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день.   ДАТА КАЛЕНДАРЯ. 150 лет назад 4 февраля 1873 года в селе Хрущёво-Лёвшино Липецкой области родился Михаил Михайлов...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 12 в Тем: 12 (3.2.23) *[Enwl] SOS! Очередная угроза «Ладожским шхерам» *[Enwl] ООН: Дайджест недели *[Enwl-misc] Дронт 2.0: удастся ли ученым полностью воссоздать птицу додо? *[Enwl-inf] Дронт и год *[Enwl-inf] О лесе и его обитателях *[Enwl-inf]...
Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день.   Игорь Дубовой. На пригорке Игорь Дубовой – московский художник-акварелист. Игорь родился в Москве в 1972 году, в...
Dear friends and co-fighters! Welcome to the next issue of Positive News. Let you spread it among your friends and co-fighters in your countries and around the Earth. We will be glad to receive and publish your positive news from the fields and offices. Welcome to send us photos of your country's Nature Reserves. Sviatoslav Zabelin, SEU coordinator   Digest of Socio-Ecological Union In...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 13 в Тем: 13 (2.2.23) *[Enwl] Депутатские слушания по поправкам в закон 820-7 *[Enwl] 5 ресурсов на Земле, которые стремительно истощаются *[Enwl-inf] Обзор за 02 февраля (seu-international) *[Enwl] Экологическая рассылка Беллоны *[Enwl] МОЖНО ЛИ ВСТРЕТИТЬ ДИНО...
Вести сообщества Хранителей Природных Территорий.   Национальный парк «Тункинский» :: Бурятия Перед тем как отправиться на ЗМУ животного мира в национальном парке прошла техническая учеба государственных инспекторов.  Занятия провел начальник отдела охраны животного мира Алексей Бардашов, согласно методическим указаниям по проведению ЗМУ и дал рекомендации с учетом недочетов...
Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день.   ДАТА КАЛЕНДАРЯ. «Днестровский каньон»— национальный парк, расположенный на территории Бощёвского...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 19 в Тем: 19 (1.2.23) *[Enwl] ЭКОМ: КРУЧУ, ВЕРЧУ, ЛЕС ВОССТАНАВЛИВАТЬ НЕ ХОЧУ *[Enwl] Бюллетень «Изменение климата» №100 (декабрь 2022 г. - январь 2023 г.) *[Enwl] Что надо бы сделать - доклад ЮНЕП *[Enwl-inf] Кампания по охране водно-болотных угодий н...
Открыт прием заявок на второй конкурс президентских грантов 2023 года. В конкурсе могут участвовать некоммерческие организации на всей территории России. Организации должны быть зарегистрированы не позднее 15 сентября 2022 года, при запросе гранта более 500 тыс. рублей — не позднее 15 марта 2022 года и не должны иметь представителей органов власти в составе учредителей. Подготовить и...
Устав — главный документ любой некоммерческой организации.  Правовая команда подготовила подборку материалов, которые помогут вам проверить устав вашей НКО на соответствие нормам закона и при необходимости внести в него нужные изменения: Топ-6 ошибок в уставе НКО  Лайфхак: Адрес НКО в уставе Чек-лист: Проверяем описание системы органов управления в уставе НКО...
Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день.   ДАТА КАЛЕНДАРЯ. 25 лет назад 02 февраля 1998 года на территории одноименного заказника был основан Норский государстве...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 16 в Тем: 16 (31.1.23) *[Enwl] Повтор: Объявлены слушания по генплану. На сайте администрации Приморского г. п. *[Enwl] ЭКОМ: АКТИВИСТ? ВАМ И ФАКТЫ В РУКИ *[Enwl] ЭКОМ: ШЕРСТИ КЛОК *[Enwl] Экологическая катастрофа в лесном фонде близ Всеволожска *[Enwl] Вдруг...
Вести сообщества Хранителей Природных Территорий.   Заповедник «Курильский» Мониторинг метеорологических процессов и фенологических явлений ведется в заповеднике с 1988 года (с первых лет его основания). Сотрудники научного отдела поделились анализом данных за 2022 г. и минувшее десятилетие. Новый фенологический год наступил 18.12.2021 и закончился 14.12.2022 г. Его продолжительн...

Фотогалерея

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Активность на сайте

сортировать по иконкам
1 год 9 недель назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 263,688 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 11 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 263,688 |

Thank you, your site is very useful!

1 год 11 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 263,688 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 39 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 263,688 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

1 год 11 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 4,154 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 08.02.23 | Тип: Новость

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий.

 

...

размешен 08.02.23 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

размешен 08.02.23 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 07.02.23 | Тип: Новость

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий.

 

...

размешен 07.02.23 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал