Сотрудники Карельского научного центра РАН разработали инновационную гибридную модель, описывающую взаимодействие между популяциями хищников и жертв. Данная модель, в отличие от распространенных метапопуляционных моделей, обычно имеющих двумерную структуру, представляет собой трехмерную систему: наряду с двумя стандартными параметрами – «хищник» и «жертва» – в ней учтена еще одна переменная, определяющая привлекательность территории для хищника с точки зрения доступности добычи. О ключевых особенностях разработанной математической модели рассказала генеральный директор Карельского научного центра РАН и член-корреспондент РАН Ольга Николаевна Бахмет.
Представленная модель – это совокупность дифференциальных уравнений, включающая в себя пять взаимосвязанных подсистем. В ней учтена конкуренция внутри вида среди хищников, и она позволяет решать задачу поддержания видового разнообразия в биосообществе. Кроме того, модель учитывает миграцию хищников, вызванную нехваткой корма, а также их возвращение на исследуемый участок при увеличении численности, что имеет существенное практическое значение.
«Особенность данной работы заключается в том, что она открывает новые перспективы для изучения взаимодействия между популяциями хищников и жертв. Ключевой характеристикой модели является ее способность к динамическому развитию. Она включает в себя несколько взаимосвязанных компонентов и позволяет проанализировать поведение хищника, в том числе его перемещения в поисках пропитания. Основной вывод, полученный на ее основе, свидетельствует о том, что хищник, увеличивающий свою территорию, со временем неизбежно возвращается в привычные места обитания. Этот аспект представляет значительный интерес для исследования миграционных путей и понимания животного поведения. Эта модель обладает широкой применимостью: она может быть использована не только для изучения регионов, подобных Карелии, но и для других территорий, а также в смежных областях, таких как сельское хозяйство, где ее можно применить для контроля над вредителями посредством привлечения хищников)».
По словам младшего научного сотрудника ИПМИ КарНЦ РАН, службы научных коммуникаций Карельского научного центра РАН, ключевую роль в подобном моделировании играет третья переменная, определяющая, насколько привлекателен участок с точки зрения добычи для хищника Александр Владимирович Сазонов.
«Когда она (третья переменная — Примеч. ред.) положение хищника на участке обычно положительное, так как ему хватает доступных источников питания. Но если для поддержания жизнедеятельности хищнику необходимо значительное число жертв, пищевая привлекательность может стать отрицательной, и он начинает покидать территорию. С математической точки зрения, весьма любопытным является то, что нам удалось обнаружить замкнутую траекторию для такой сложной и комплексной системы. Наличие замкнутой траектории подразумевает, что при определенных исходных условиях хищник обязательно вернется на этот участок после миграции».
Материал создан при содействии Российской академии наук