A kutatók összedugják a fejüket, hogy megértsék a vadon élő növények és állatok összetett világát

A kutatók összedugják a fejüket, hogy megértsék a vadon élő növények és állatok összetett világát
A kutatók összedugják a fejüket, hogy megértsék a vadon élő növények és állatok összetett világát
Anonim

COLLEGE STATION, Texas – Mit árulnak el az absztrakt matematikai egyenletek a vadon élő állatokról és növényekről? Sokat vitatkoznak a Texas A&M Egyetem tudósai, akik együttműködnek annak érdekében, hogy jobban megértsék, hogyan élnek és hatnak egymásra a vadon élő állatok és növények, és hogyan hatnak egymásra.

A projekt két évvel ezelőtt kezdődött, amikor két texasi A&M professzor, Paulo Lima-Filho a Matematikai Tanszékről és Thomas E. Lacher Jr., a Vadvilág- és Halászati ​​Tudományok Tanszékéről találkozott egy társasági környezetben.

"Dr. Lacher leírta azokat a problémákat, amelyekkel a tájak és ökológiai környezetek modellezése során találkozott" - mondja Lima-Filho -, és kezdtem ráébredni, hogy a topológiában – a matematika egyik ágában - szerzett szakértelmemet fel lehet használni egy általános keret a környezet modellezése során felmerülő kérdések megközelítéséhez."

A két tudós úgy döntött, hogy együtt dolgoznak egyfajta "matematikai tájelmélet" kidolgozásán a környezet modellezésére szolgáló egyenletekkel. Együttműködésük még tovább nőtt, amikor a Matematikai Tanszék három másik kutatója, Peter F. Stiller, Michael S. Pilant és Jay R. W alton csatlakozott.

Az ökológus és a négy matematikus most megpróbálja modellezni Costa Rica természetes élőhelyeit – azokat a helyeket, ahol állatok és növények élnek és nőnek, mint például erdők, legelők vagy vizes élőhelyek. A modellnek biztosítania kell az élőhelyek feltérképezését, és le kell írnia, hogyan változnak az élőhelyek az időben.

"Eddig a tudósok a múlt különböző időpontjaiban készült tájak pillanatfelvételeit rakták egymásra" - mondja Lacher -, míg a tájmintázatok mennyiségi leírása betekintést engedne a jövőbe."

A modell felhasználható a tájfejlesztés javítására, például megfelelő mezőgazdasági területek kiválasztásával. A trópusi erdőirtás vagy a mezőgazdasági terjeszkedés szabályozásával segíthet a tudósoknak a korábban leromlott tájak helyreállításában.

Az előzetes eredmények azt mutatják, hogy a magas szintű erdőirtás a vártnál nagyobb állatkihalási arányt eredményezhet.

"Amikor a táj túlságosan töredezetté válik, a kihalás kockázata sokkal nagyobb lehet, mint az egyedek számának számlálásával vagy feltételezésével, hogy a kis élőhelyek kommunikálnak egymással, mert a kisebb populációk már nem keresztezik egymást.”, mondja Lacher.

A táj élőhelyek modellezése után a következő lépés annak leírása, hogy az állatok és a növények hogyan élnek, nőnek és kölcsönhatásba lépnek egymással az egyes élőhelyeken.A feladat különösen ijesztő, mert a különböző állat- és növényfajok mérete, súlya, szaporodási ciklusa vagy terjedési sebessége nagyon eltérő lehet, amelyeket a biológusok "allometrikus paramétereknek" is neveznek.

"Bár a biológusoknak vannak modelljeik a sejtek vagy az egyes organizmusok viselkedésére" - mondja Stiller, "nagyobb, integráltabb modelleket kell kidolgoznunk, amelyekben sok kölcsönhatásban lévő faj található különböző környezetben."

A különböző méretű fajok – mondjuk egy rovar és egy elefánt – nagyon eltérő módon érzékelik a környezetet – mondja Lima-Filho. Emiatt minden élőlényhez hozzárendel egy matematikai entitást, a léptékező függvényt, amely azt a léptéket tükrözi, amelyen a tájat az élőlény érzékeli.

A fajok interakciójának leírására Lima-Filho a fajok allometrikus paramétereit, méretezési funkcióit, valamint az élőhelyről származó információkat használja fel annak meghatározására, hogy mennyi energiát termelnek és fogyasztanak, és hogyan versenyeznek a természeti erőforrásokért..

Bár a projekt még csak a kezdeti szakaszban jár, jövője ígéretesnek tűnik. Most a Nemzeti Tudományos Alapítvány két pályázata támogatja. Az egyikük gyakorlati kutatási tapasztalatokat finanszíroz a vadon élő állatok és halászati ​​osztály hallgatói számára. A másik támogatást a közelmúltban ítélték oda a matematikai tanszéknek, és tizenkét hároméves posztdoktori állást, 10 nyári egyetemi hallgatói ösztöndíjat és nyolc diplomás ösztöndíjat finanszíroz majd.

"Amit igazán izgalmasnak találok ebben az együttműködésben" - mondja Lacher, az az a lehetőség, hogy olyan előrejelző eszközöket fejlesszünk ki, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy proaktívak legyünk a természetvédelmi politikák kidolgozásában, ahelyett, hogy egyszerűen csak észrevennénk, hogy veszítettünk. élőhelyek és fajok."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Speciális patkók mérik a lovak gyorsulását, értékelik a rehabilitációs módszereket
Olvass tovább

Speciális patkók mérik a lovak gyorsulását, értékelik a rehabilitációs módszereket

A lovak leggyakrabban elszenvedett sérülései a lovasok által kifejtett nyomásból származnak, és annak ismerete, hogy a lovak mozgása milyen erőket fejt ki, rendkívül hasznos lehet az ilyen sérülések kezelésének mérlegelésekor. A Wageningeni Egyetem tudóscsoportja Johan van Leeuwen professzor vezetésével tanulmányokat végzett a különböző lovas technikák előnyeiről a sérülések kockázatának csökkentésében, valamint a lovak rehabilitációs módszerének előnyeiről.

Zöld megoldás a bioüzemanyag-termelésre: Növényekből származó enzimek
Olvass tovább

Zöld megoldás a bioüzemanyag-termelésre: Növényekből származó enzimek

Az alternatív tüzelőanyagok növényi anyagokból történő előállítására irányuló jelenlegi törekvések mellett olyan enzimekre van szükség, amelyek ezt az anyagot hasznosítható vegyületekké bontják le, ipari mennyiségben és alacsony költséggel. A Texas A&M Egyetem tudósainak egyik csoportja megoldást talált:

Smithsonian Coral Biodiversity Survey of Panama Gyöngyszigetek
Olvass tovább

Smithsonian Coral Biodiversity Survey of Panama Gyöngyszigetek

A Smithsonian Tropical Research Institute kutatói és munkatársaik átfogó felmérése a panamai Las Perlas-szigetcsoport korallok biológiai sokféleségéről világos védelmi ajánlásokat eredményezett egy új part menti kezelési tervhez. "A Las Perlas szigetcsoport természeti erőforrásainak védelmére vonatkozó stratégiák értékeléséhez alapvető információkat gyűjtöttünk össze a korallfajok elterjedésével kapcsolatban.

Az amerikai korallzátonyok fele „rossz” vagy „tisztességes” állapotban van, NOAA jelentése szerint
Olvass tovább

Az amerikai korallzátonyok fele „rossz” vagy „tisztességes” állapotban van, NOAA jelentése szerint

Az Egyesült Államok joghatósága alá tartozó korallzátonyok állapotáról szóló új NOAA-elemzés szerint az Egyesült Államok korallzátonyok ökoszisztémáinak csaknem fele „rossz” vagy „megfelelő” állapotban van. A július 7-én kiadott jelentés, Az Egyesült Államok és a csendes-óceáni szabadon társult államok korallzátony-ökoszisztémáinak állapota:

Fiatalkori delfin életveszélyes törmeléktől megszabadulva
Olvass tovább

Fiatalkori delfin életveszélyes törmeléktől megszabadulva

A Délkeleti Regionális Tengeri Emlősök Stranding Hálózatának tagjai kedden sikeresen eltávolították a fekete gumiszíjat, amelyet egy fiatal palackorrú delfin feje köré tekert, elkerülve ezzel az életveszélyes sérülést. Összehangolt erőfeszítéssel a NOAA és a hálózat tagjai megtalálták a fiatal delfint a Wilmington folyóban, amely a tengerparton belüli vízi út része Savannah (Ga.

A madarak éjszaka együtt vándorolnak szétszórt állományokban, egy új tanulmány szerint
Olvass tovább

A madarak éjszaka együtt vándorolnak szétszórt állományokban, egy új tanulmány szerint

Egy új elemzés szerint a madarak nem repülnek egyedül éjszakai vándorláskor. Egyes madarak legalább együtt maradnak vándorútjukon, és akkor is együtt repülnek, ha legalább 200 méteres távolságra vannak egymástól. Az Illinoisi Egyetem és az Illinois Natural History Survey kutatói által készített tanulmány júliusban jelenik meg az Integrative and Comparative Biology folyóiratban.

Az egyszerű életforma 700 millió évvel korábban létezhetett, mint azt korábban gondolták
Olvass tovább

Az egyszerű életforma 700 millió évvel korábban létezhetett, mint azt korábban gondolták

A földi élet kezdetének elfogadott időkeretét most megkérdőjelezi a Curtin Műszaki Egyetem vezette tudóscsoport, miután a nyugat-ausztráliai Jack Hillsből származó gyémántokban megtalálta a legkorábbi életformák kulcsfontosságú mutatóját. A Jack Hills-i cirkonkristályok belsejében rekedt 4,2 milliárd éves gyémántok a Föld szénének legrégebbi ismert mintái.

A tudósok három dimenzióban integrálják az adatokat, hogy tanulmányozzák a fiatal halakra gyakorolt ​​éghajlati hatásokat
Olvass tovább

A tudósok három dimenzióban integrálják az adatokat, hogy tanulmányozzák a fiatal halakra gyakorolt ​​éghajlati hatásokat

A felszínről nézve a New Jersey északi részének és a New York állambeli Long Island partjainál lévő két óceáni terület ugyanúgy néz ki. A NOAA tudósai szerint azonban a négy négyzetmérföldes foltok nem is különbözhetnek egymástól, mivel valós idejű víz alatti képeket és környezeti adatokat tekintenek meg, hogy megpróbálják kitalálni, mi él ott, és hogyan befolyásolja a klímaváltozás a tengeri élővilágot, különösen a nagyon fiatal halakat.

A szén-dioxid megkötésére vonatkozó ösztönzők nem védik a fajokat
Olvass tovább

A szén-dioxid megkötésére vonatkozó ösztönzők nem védik a fajokat

Az oregoni Willamette-medencében lévő vidéki földtulajdonosok fizetése a veszélyeztetett állatok védelméért nem feltétlenül jelenti azt, hogy az újonnan megőrzött fáik és növényeik több szenet fognak felszívni a légkörből, és fordítva – állapította meg egy új tanulmány.

Kína programjai célja a környezet helyreállítása és az emberek megsegítése
Olvass tovább

Kína programjai célja a környezet helyreállítása és az emberek megsegítése

A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent új kutatás szerint A világ két legnagyobb környezetvédelmi programja Kínában általában sikeres, bár a kulcsfontosságú reformok a világ többi részének modelljévé alakíthatják őket.