• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy odkrywają klucz do stabilności sieci troficznej

    10.08.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Międzynarodowy zespół naukowców ustalił zasady rządzące stabilnością sieci troficznych. Sfinansowane w części z funduszy unijnych badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Science, powinny pomóc osobom zaangażowanym w działania na rzecz ochrony przyrody.

    Wszystkie rośliny i zwierzęta stanowią część złożonych i powiązanych łańcuchów pokarmowych, w których dany gatunek może być zarówno drapieżnikiem, jak i ofiarą. Zrozumienie czynników, które wpływają na stabilność sieci troficznych ma kolosalne znaczenie, zwłaszcza w świetle rosnących obaw o stabilność systemów naturalnych.

    Stabilność sieci troficznych wiąże się ze względną stałością i siłą powiązań między różnymi gatunkami w systemie. W stabilnym systemie interakcje nie zmieniają się przez dłuższy okres.

    Wcześniejsze badania czynników wpływających na stabilność sieci troficznych miały tendencje do zbytniego upraszczania samych sieci i ograniczania liczby oddziałujących na nie czynników. W ramach ostatnich badań, naukowcy z Austrii, Niemiec i USA wykorzystali metodologię obliczeniową zwaną "modelem uogólnionym" do przeanalizowania miliardów sieci troficznych (dla porównania wcześniejsze badania opierały się zaledwie na tysiącach sieci troficznych). Model uogólniony umożliwia naukowcom analizowanie wpływu niezliczonych czynników na złożone systemy. Jako taki może być również wykorzystywany do badania metabolizmu człowieka albo na przykład kontrolowania aktywności genów.

    "Za pomocą tak zwanych modeli uogólnionych jesteśmy w stanie obliczyć, czy dana sieć troficzna może zasadniczo być stabilna; innymi słowy czy gatunki, które ją tworzą, mogą żyć razem na dłuższą metę" - wyjaśnia naczelny autor Thilo Gross z Instytutu Fizyki Systemów Złożonych im. Maxa Plancka w Niemczech. "W ten sposób możemy ocenić, które parametry wspomagają stabilność ekosystemu, a które powodują utratę równowagi."

    Zespołowi udało się ustalić dwie uniwersalne zasady stabilności sieci troficznej. "Duże drapieżniki stabilizują zbiorowiska, jeżeli żywią się wieloma różnymi gatunkami" - stwierdza Ulf Dieckmann z Międzynarodowego Instytutu Analizy Systemów Stosowanych w Austrii. "Jednocześnie ekosystemy są stabilniejsze, jeżeli gatunki stanowiące żer w środku łańcucha pokarmowego dostarczają pożywienia wielu gatunkom drapieżników."

    Naukowcy odkryli również, że mniejsze sieci troficzne zachowują się zupełnie inaczej niż te z wieloma gatunkami. Małe sieci troficzne są stabilniejsze, kiedy występują silne powiązania między niektórymi gatunkami i słabsze między innymi.

    W większych sieciach troficznych sytuacja jest odwrotna - wyjątkowo silne lub słabe powiązania drapieżnik-ofiara powinny być zatem rzadsze w przyrodzie w takich sieciach.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Science:
    http://www.sciencemag.org

    Towarzystwo im. Maxa Plancka:
    http://www.mpg.de

    Źródło danych: Science; Towarzystwo im. Maxa Plancka
    Referencje dokumentu: Gross, T et al. (2009) Generalized models reveal stabilizing factors in food webs. Science 325: 747-750. DOI: 10.1126/science.1173536.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Struktura sieci elektroenergetycznej - jest to jednoznacznie określony układ sieci wraz z parametrami poszczególnych urządzeń. Określenie to zastępuje stosowane kiedyś pojęcie wariant sieci. Używane może być zarówno do określenia sieci istniejącej, jak i do określenia projektu nowej sieci. Struktura sieci zawiera wszystkie elementy, z których sieć jest zbudowana. W skład struktury wchodzą między innymi: Twierdzenie Charitonowa jest używane w teorii sterowania do sprawdzania stabilności systemów dynamicznych gdy parametry fizyczne systemu nie są dokładnie znane. W przypadku znania dokładnej wartości współczynników wielomianu charakterystycznego, do badania stabilności można użyć twierdzenia Hurwitza. Twierdzenie Charitonowa może zaś zostać wykorzystane w przypadku, gdy znamy tylko przedział, do którego należą te współczynniki. Daje to kryterium sprawdzania stabilności wielomianów przedziałowych. Topologia sieci komputerowej – model układu połączeń różnych elementów (linki, węzły itd.) sieci komputerowej. Określenie topologia sieci może odnosić się do konstrukcji fizycznej albo logicznej sieci.

    Optimal Brain Damage – algorytm służący do optymalizacji liczby wag sieci neuronowej. W algorytmie redukuje się wagi neuronów, następnie szacuje się jej wpływ na działanie sieci. Redukcji wag dokonuje się kiedy sieć jest już nauczona. Jeśli waga ma mały wpływ na wartość błędu oraz właściwości klasyfikacyjne sieci, dana waga może być bezpiecznie usunięta z sieci. Kryterium Jury (kryterium stabilności Jury) – kryterium podobne do kryterium stabilności Hurwitza z tą różnicą, że może być wykorzystywane do analizy stabilności liniowych stacjacjonarnych układów cyfrowych w dziedzinie Z.

    Węzeł sieci – jest miejscem w sieci komputerowej, które może odbierać i wysyłać dane. Pod względem technicznym jest to urządzenie sieciowe, które zawiera w sobie wiele łączy telekomunikacyjnych i kieruje przesyłaniem informacji na odpowiednie łącze. Węzły sieci mogą być używane np. w sieciach lokalnych jako router lub przełącznik. Optymalizacja sieci (ang. Network Optimalisation) – szereg działań mających na celu poprawienie jakości działania sieci komórkowej. Optymalizacje jest jednym z etapów planowania sieci komórkowej.

    Proces zestawiania połączenia głosowego w sieciach GSM i UMTS przebiega w sieci radiowej (ang. Radio Access Network) i szkieletowej (ang. Core Network). Artykuł opisuje scenariusze pokrywające zdarzenia w obu rodzajach sieci, ale detale związane z przesyłaniem konkretnych danych związanych z nawiązaniem połączenia uwzględnione są tylko dla sieci szkieletowej (działającej tak samo dla obu rodzajów sieci – GSM i UMTS). Szczegółowy mechanizm zestawiania połączenia w sieciach radiowych obu systemów jest opisany w osobnych artykułach. Most lub mostek (ang. bridge) – urządzenie łączące dwie lub więcej sieci lub segmenty sieci dokonując filtrowania ruchu sieciowego. Sieci podłączone do mostu mogą korzystać z różnych fizycznych i logicznych protokołów łącza.

    Centrum eksploatacji i utrzymania sieci (ang. Operation and Maintenance Center, OMC) – w sieciach telekomunikacyjnych jednostka odpowiedzialna za nadzór nad prawidłowym funkcjonowaniem poszczególnych elementów sieci. Dodatkowym zadaniem OMC jest rozbudowa istniejącej infrastruktury (m.in. dodawanie nowych elementów, zmiany konfiguracji połączeń między różnymi punktami sieci, zmiany relacji sąsiedztw itp.).

    Terenowe Sieci Elektroenergetyczne (TSE) - określane też jako Rejonowe Sieci Elektroenergetyczne (RSE) są to sieci rozdzielcze zasilające wsi, małe miasta oraz niewielkie zakłady przemysłowe znajdujące się poza terenami miejskimi. W skład TSE wchodzą: sieci 110 kV, sieci SN i sieci niskiego napięcia. Sieci nn oraz SN zasilające wyłącznie wsie nazywa się często wiejskimi sieciami elektroenergetycznymi WSE.

    Układ normalny systemu elektroenergetycznego - model systemu elektroenergetycznego w postaci zestawu danych opisujących parametry i stan sieci przesyłowej. Układ normalny stanowi bazowy model KSE, który jest podstawą do wykonywania dalszych analiz związanych na przykład ze zmianą konfiguracji sieci, obciążeń odbiorów, zmianami rozkładu generacji w elektrowniach. Profibus – standard sieci przemysłowej czasu rzeczywistego. W sieci może być do 127 sterowników. Rozległość sieci zależy od zastosowanego medium transmisji. Profibus może pracować z następującymi prędkościami transmisji:

    Sieci mikoryzowe (ang. mycorrhizal networks, CMN – common mycorrhizal networks) – sieć pośrednich połączeń pomiędzy roślinami z udziałem grzybów mikoryzowych. Połączenia takie występują we wszystkich ważniejszych ekosystemach lądowych. Strzępki grzybni umożliwiają wymianę szeregu substancji chemicznych pomiędzy elementami sieci. Przenoszone mogą być: związki węgla, sole mineralne, woda, substancje sygnałowe oraz allelopatiny. Sieci mikoryzowe łączą rośliny autotroficzne, myko-heterotrofy oraz częściowe myko-heterotrofy. Połączenie różnorodnych organizmów przez strzępki grzybów ułatwia im przetrwanie i wzrost, zapewniając różnorodnej gatunkowo grupie wspólną stabilność w zmieniających się warunkach środowiska. Około 75% badanych gatunków roślin korzysta z sieci mikoryzowych Token bus - system budowy sieci zgodny ze standardem IEEE 802.4. Jest to standard sieci z transmisją szerokopasmową (ang. broadband), w odróżnieniu od sieci Ethernet, w których transmisja odbywa się w paśmie podstawowym (ang. baseband). Sieci typu Token Bus cechuje topologia magistrali, a do połączeń wykorzystywany jest 75-omowy kabel koncentryczny, stosowany w systemach telewizji kablowej. Transmisja szerokopasmowa, przewidziana standardem 802.4, umożliwia przesyłanie informacji wieloma różnymi kanałami jednocześnie. Szybkość transmisji może osiągnąć wartość 10 Mbit/s.

    Dodano: 10.08.2009. 15:11  


    Najnowsze