velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Равно почетаемые стратегии

Детская игра «Камень – ножницы – бумага» позволяет разъяснить некие механизмы эволюции.







Обычно естественный отбор представляется кое-чем совсем конкретным. К примеру, два вида конкурируют за одну и ту же экологическую нишу и (либо) источник еды. Тот из их, который окажется лучше адаптированным к данным условиям, выпихнет конкурента и в конце концов приведет его к вымиранию. Но эта картина очень схематична, и не может разъяснить, как в таких обильных системах, как мокроватые тропические леса, многие тыщи видов занимают одну и ту же нишу, благополучно сосуществуя совместно.


Решение этой загадки дала подсказку ученым из группы Стефано Аллесино (Stefano Allesina) популярная игра «Камень – ножницы – бумага»: математическое моделирование игрового процесса открывает способности для на теоретическом уровне нескончаемого развития био контраста. Сам Аллесино объясняет: «Если вы играете вдвоем, один неизбежно и стремительно проиграет. Но если игра ведется меж 3-мя, а тем паче – обилием участников, они полностью могут “сосуществовать” вместе нескончаемо длительное время».


«Камень – ножницы – бумага» - пример нетранзитивной игры, в какой ни участников, ни принимаемые ими решения нереально выстроить по шкале от наихудшего к лучшему. Если брать их попарно, худший и наилучший – фаворит и побежденный – будет всегда: камень разобьет ножницы, ножницы разрежут бумагу, бумага завернет камень. Но если в соревновании участвуют все три стратегии сразу, ни одна из их не будет стопроцентным победителем.


Подобные дела уже использовались экологами для моделирования отношений маленьких групп из 3-х живущих вместе видов микробов и ящериц. Но на более сложном примере, с ролью огромных количеств видов, расчеты еще не проводились. Усложнение модели с ростом числа участников наращивается очень стремительно: нужно учесть не только лишь «камень», «ножницы» и «бумагу», да и заносить новые стратегии, уникальные для каждого вида. Представьте для себя это, как расширенные версии той же игры, с внедрением «колодца», «отвертки» и т.д., до бесконечности.


«До этого времени эти варианты никто не рассматривал. Что будет, если заместо 3-х видов в игре участвуют, скажем, четыре тыщи? – гласит Стефано Аллесино. – Нужно выстроить математическую модель, в какой можно было бы разглядеть фактически хоть какое число видов». Так и сделал ученый совместно со своими сотрудниками, в каких то либо другое количество видов с различным фуррором состязается за те либо другие объемы ресурсов.


Например, различные виды деревьев соревнуются за четыре типа ресурсов – за источники азота, фосфора, за свет в воду. «Прогнав» такую систему через свою модель, ученые проявили, что с ростом числа разных ресурсов видовое обилие может оставаться большущим: слабейшие «игроки» стремительно выходят из состязания, но меж обилием оставшихся появляется размеренный баланс. «Это указывает, что если виды соревнуются за огромное количество разных ресурсов, и если победа определяется успешностью в освоении ресурса, то меж ними появляется непростая сеть взаимосвязей, позволяющая множеству видов сосуществовать, используя разные стратегии», - комментируют создатели.


В неких случаях, как показала их работа, преимущество вида в использовании 1-го ресурса может идти в паре недостаточной эффективности работы с другим. В любом случае, по словам создателей, количество видов в конце концов стабилизируется приблизительно на половине их начального количества. Независимо от того, сколько их было вначале. «Фактически, не существует предела “насыщения”, - гласит Аллесина, - Число видов на теоретическом уровне может быть бесконечным».


Как ни умопомрачительно, но модель обосновала свою реалистичность в процессе тестов. Введя в нее характеристики реальных экосистем, приобретенные в процессе полевых исследовательских работ данные о популяции тропических лесов и беспозвоночных моря, ученые получили результаты, отлично согласующиеся с реальностью. Они проявили также, что их модель отлично отражает реальную динамику разных экосистем.


Любопытно, что эта модель предвещает и драматические последствия, которые может вызвать в экосистеме исчезновение всего только 1-го из участников «игры», в какой установился непростой и узкий баланс. «Совместное существование может зависеть от редчайших видов, часто находящихся на грани исчезновения. Если на таковой вид замыкается ряд отношений, его вымирание приведет к коллапсу всей системы, - пишут создатели. – Представьте, что вы играете в “Камень – ножницы – бумагу”, но камень использовать нельзя, а допустимы только стратегии “бумага” и “ножницы”. Очень стремительно в игре останутся одни только “ножницы”».




По пресс-релизу Eurekalert / The University of Chicago Medical Center





Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments