23 октября 2020, пятница, 15:04
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Математическая модель предсказывает колебания численности планктона

Панцири диатомовых водорослей под микроскопом
Панцири диатомовых водорослей под микроскопом
Carolina Biological Supply Company/Flickr

Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН предложили новое решение задачи, которая долгое время оставалась слишком сложной для исследователей — создать метод прогнозирования численности планктона в водоемах. Результаты работы опубликованы в сборнике «Advanced Mathematical Methods in Biosciences and Applications», кратко о них сообщила пресс-служба ИТЭБ РАН.

Планктон, служащий пищей для рыб, птиц и многих других организмов, играет значительную роль в водных экосистемах, поэтому определение его численности представляет большой не только теоретический, но и практический интерес. В лабораторных экспериментах на ограниченном числе видов, например, когда в аквариуме живет один вид рачков и один вид водорослей, служащих им пищей, колебания численности описываются достаточно простыми графиками, но в живой природе, когда каждый вид связан с несколькими другими — как хищниками, так и жертвами, — задача значительно усложняется. Ученые часто приводят аналогию с физикой, где задача о движении двух тел под действием силы тяготения решается просто, а когда взаимодействующих тел становится больше трех, задача уже не имеет общего решения. Математическое описание сообществ планктона и построение моделей, способных предсказать количество определенного вида, — весьма сложная задача. В феврале 2008 года в журнале Nature был описан примечательный эксперимент с планктонными организмами, длившийся 2300 дней. Как оказалось, модели, которые предлагаются для описания планктонных сообществ, дают хорошие предсказания лишь на срок 15–30 дней.

Ученые ИТЭБ РАН предложили решать эту задачу не с помощью сложных формул с неизвестными, а опираясь на метод анализа данных временных рядов, полученных в результате мониторинга озер Белоруссии. Заведующий лабораторией возбудимых сред ИТЭБ РАН Александр Медвинский так описывает эту работу: «У нас есть большой опыт взаимодействия с белорусскими коллегами, которые с начала 50-х годов прошлого века ведут скрупулезный мониторинг Нарочанских озер. Они предоставили нам график изменений различных параметров в этих озерах в разные временные периоды. Мы написали уравнение, в котором неизмеряемые зависимости представили не в виде формул, а в виде графика изменений во времени. Например, зафиксированная в результате мониторинга скорость роста фитопланктона без воздействия со стороны зоопланктона, или изменения содержания в воде фосфора, азота, температуры воды и прочих факторов. Потом сравнили полученные временные ряды и посмотрели, насколько они связаны, какие из этих факторов важны. В результате мы получили теоретические оценки численности колебаний фитопланктона и затем сравнили их с колебаниями тех факторов, которые измеряются в процессе мониторинга, таких как температура и колебания концентраций биогенных элементов (например, азота и фосфора). То есть параметры просчитать невозможно, а временные ряды — да. Каждый ряд несет в себе воздействие всех факторов. Можно не заморачиваться, какие это были воздействия».

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.