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
16 августа в Академгородке состоялся пикет против планов мэрии отдать часть Нижней зоны научного центра под массовую застройку. Активисты вытупают против планируемой властями реализации проекта комплексного развития территории Нижней зоны Академгородка, предполагающего строительство многоэтажек высотностью до 17 и более этажей на месте 32 двухэтажек и увеличение на треть числа жителей Нижней зоны Академгородка. Пикет проходил на территории бывшего рынка Нижней зоны Академгородка, где власт...
Ледяной щит Гренландии тает быстрее, чем прогнозировалось. Это очень неприятная новость для низменных береговых линий мира, которым грозят катастрофические затопления.  Я стою на краю ледяного щита Гренландии, загипнотизированный умопомрачительной сценой естественного разрушения. Участок фронта ледника шириной в милю раскололся и обрушивается в океан, откалывая огромный айсберг. Сераки (фр. sérac), гигантские столбы льда высотой с трехэтажный дом, подбрасываются, как играль...
В начале 1600-х годов правители Японии опасались распространения христианства, которое  было привнесено в южные районы страны европейскими миссионерами. В качестве ответной меры они в 1603 году фактически изолировали острова от внешнего мира,  при этом японцам не разрешалось уезжать, а очень немногим иностранцам разрешалось въезжать. И границы в это время,  известное как период Эдо Японии, оставались закрытыми почти три столетия до 1868 года. Это...
Земля примерно на 1,1 ℃ теплее , чем в начале промышленной революции. Это потепление не было равномерным, и в некоторых регионах потепление происходило гораздо быстрее. Одним из таких регионов является Арктика. Новое исследование показывает, что за последние 43 года Арктика нагревалась почти в четыре раза быстрее, чем остальной мир. Это означает, что Арктика в среднем примерно на 3℃ теплее, чем в 1980 году. Это вызывает тревогу, потому что Арктика содержит чувс...
Клуб «Бумеранг» в пятый раз провел для любителей природы всех возрастов праздник «Ночь китов», посвященный Всемирному дню морей. Мероприятие было организовано при поддержке Международного консорциума «Сахалин-1», городского парка Южно-Сахалинска и сахалинского поисково-спасательного отряда им. В.А. Полякова Главного управления МЧС России по Сахалинской области. Для гостей праздника волонтёры и партнёры Клуба «Бумеранг» организовали 14 тематических...

Другие новости

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий   40 лет назад, 1 октября 1982 года был создан Государственный природный заповедник «Басеги». Заповедник организован с целью сохранения крупного массива коренных среднеуральских елово-пихтовых лесов, расположенных в предгорьях хребта Басеги. Заповедная территория расположена в пределах западного макросклона Главного Уральского хребт...
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 природный заповедник «Басеги» организован 1 октября 1982 года с целью...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 15 в Тем: 15 (29.9.22) *[Enwl] Капсула времени 1967 года *[Enwl] ОБВАЛ СВАЛОЧНЫХ МАСС и ПРОПАВШАЯ ГОСЭКОЭКСПЕРТИЗА *[Enwl] Гринпис продолжает бороться, хоть это непросто *[Enwl-inf] [wildlife-climate] За Охрану Природы - инфоресурсы *[Enwl-inf] UWEC Journal #5...
Вести сообщества Хранителей Природных Территорий   Алтайский биосферный заповедник  Зима уже не за горами. В 20-х числах августа в Алтайском заповеднике первый снег появился на вершинах горных хребтов Телецкого озера, а в конце сентября снег спустился практически к побережью горного озера.  Подробно   Национальный парк "Башкирия" Познавательную экскурсию по экотропе...
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.   Художник Генрих Вейсенгоф Генрих Вейсенгоф родился в 1859 году в местечке Пакрэвно Рокишского района Литвы. Отец...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 9 в Тем: 9 (28.9.22) *[Enwl] ЧТО В АПТЕКЕ ЛЕКАРСТВО, ТО В ВОЗДУХЕ ГРЯЗЬ *[Enwl] Пикеты у СК о недопустимости сносов на Бакунина, 33 *[Enwl] КАК ДОЖДЬ СТАНЕТ ЯДОМ И СТЕЧЕТ В ЗАПОВЕДНОЕ БОЛОТО *[Enwl] ПОЛИГОН – ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЕМЕЙК КУЛЬТОВОГО ТРИЛЛЕРА *[Enw...
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...
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.   Автор: Пауль Крапф Пауль Крапф (Paul Krapf) родился в 1927 г. в Западной Пенсильвании. Начал рисовать в возрасте...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 13 в Тем: 13 (27.9.22) *[Enwl-misc] Туристов в Петербурге стало больше, чем жителей *[Enwl-inf] Гендиректор МАГАТЭ заявил о взрывах на Запорожской АЭС - Новости – Мир – Коммерсантъ *[Enwl-inf] ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ОБОСНОВАНИЯ ЯДЕРНОГО МОГИЛЬНИКА РОССИИ...
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.   Автор: Наталья Рублина Рублина Наталья. Я фотограф и любитель рассветного неба и птиц. Родилась и выросла в Росси...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 18 в Тем: 18 (26.9.22) *[Enwl] Оператор назвал беспрецедентными разрушения на «Северном потоке» *[Enwl-inf] [Ежедневный дайджест МСоЭС] Обзор за 25-26 *[Enwl-inf] [wildlife-climate] Fwd: [eco_community] коллективное письмо против законопроекта, угрожающег...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 15 в Тем: 15 (25-26.9.22) *[Enwl] Дайджест CAN ВЕКЦА: Водные конфликты в Центральной Азии, Потери и ущерб региона, Солнечные панели помогают армии *[Enwl] Почему война? *[Enwl-inf] Из жизни больших кошек   *[Enwl] В Финляндии нештатная ситуация на АЭС...
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. Кодры самый старый научный заповедник Молдавии создан 27 сентября 1971 года. Представляет собой х...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 18 в Тем: 18 (23-24.9.22) *[Enwl] На Аляске появляются кипящие метаном озера — Naked Science *[Enwl] [РМЭФ] Конкурс *[Enwl] Названы имена 17 молодых лидеров движения за создание более справедливого и безопасного будущего *[Enwl-inf] [Ежедневный дайджест МСоЭ...
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. Заказник «Муромский» федерального значения организован 25 сентября 1964 года, имеет к...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Краткая сводка enwl@googlegroups.com - Сообщений: 12 в Тем: 12 (21-22.9.22) *[Enwl] Заявление Общества "Старый Петербург" + вложение   *[Enwl] Откровенный разговор о климате – в ООН прошла неформальная встреча лидеров стран   *[Enwl] Названы имена 17 молодых лидеров движения за создание боле...
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.   Зимородок. Художник Питер Уильямс Питер Уильямс родился в 1952, графство Хартфордшир, Великобритания. В возр...
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 Ка́рула, Эстония был учреждён 23 сентября 1979 г., сначала как заповедни...
Новое в экологических рассылках на текущий день. *[Enwl-dig] [ENWL-uni] Сводка для группы enwl@googlegroups.com - Сообщений: 14 в Тем: 14 (20-21.9.22) *[Enwl] Конференции Градозащитного пресс-центра: о ситуации вокруг Макарова С.В. и о борьбе жителей Нарвской заставы *[Enwl-misc] Речь Байдена на Генассамблее ООН *[Enwl-misc] ЗаАЭС *[Enwl] Семейный экологический фестиваль RADUGA.ECO...
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. Заказник «Кижский» был организован 22 сентября 1989 года. Целью создания...

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
42 недели 6 дней назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,760 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

45 недель 21 час назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,760 |

Thank you, your site is very useful!

45 недель 1 день назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,760 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 21 неделя назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,760 |

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

45 недель 1 день назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 3,223 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 01.10.22 | Тип: Новость

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий

...
размешен 30.09.22 | Тип: Статью

Авария на четвертом реакторе Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к крупнейшему выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду в истории человечества. Последствия острого облучени...

размешен 30.09.22 | Тип: Новость

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

размешен 30.09.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 30.09.22 | Тип: Новость

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий

 

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал