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    Un modello matematico per spiegare il paradosso del plancton

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Una coppia di ricercatori, uno con The Simons Center for the Study of Living Machines in India, l'altro con l'Università dell'Illinois negli Stati Uniti, ha costruito un modello per spiegare un paradosso del plancton. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , Akshit Goyal e Sergei Maslov descrivono il loro modello e come credono che rappresenti le comunità batteriche reali.

    Come notano i ricercatori, per molti anni, i biologi si sono chiesti come mai le comunità di batteri possano essere così diverse eppure così stabili. Nella maggior parte di tali comunità, molte delle popolazioni dovrebbero crescere in modo esponenziale, il che sbilancia una comunità batterica, ma questo non accade. Anziché, la comunità rimane stabile. Questo fenomeno è noto come il paradosso del plancton. Una delle principali teorie per spiegare il paradosso si basa su due idee principali:una è che alcuni batteri consumano i rifiuti di un'altra specie. L'altro è che i potenziali nuovi membri di una comunità possono sopravvivere solo riempiendo una nicchia non occupata da altri, o meglio nel riempire quella nicchia. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato un modello matematico per simulare questa teoria.

    Per creare il modello, i ricercatori hanno iniziato con alcune "regole" di base per la loro comunità teorica. Ogni membro consuma sempre un solo tipo di risorsa, e consumarlo provoca la produzione di esattamente due nuove risorse. La coppia presumeva anche che qualsiasi nuovo membro potesse sopravvivere solo se ci fosse una nicchia aperta, o se erano più bravi a sfruttare una risorsa rispetto a un membro attuale.

    Utilizzando il modello per creare una simulazione al computer, i ricercatori hanno scoperto che le loro semplici regole hanno portato a una comunità virtuale che, come le comunità batteriche del mondo reale, era allo stesso tempo vario e stabile, e infatti divenne sempre più stabile man mano che gli organismi si diversificavano. Hanno notato che nelle prime fasi dello sviluppo della comunità, a volte si verificavano valanghe di morti, durante il quale un nuovo, specie più efficienti hanno preso piede, causando la morte dei membri esistenti di una specie, che ha provocato la morte di quelle specie che si nutrivano dei suoi rifiuti, e così via. Ma col passare del tempo e una comunità è diventata più stabile, le valanghe sono diventate meno frequenti. I ricercatori hanno anche notato che il loro modello spiega perché due comunità in condizioni ideali possono svilupparsi in modo così diverso l'una dall'altra:tutto dipende dalla storia dei nuovi membri.

    © 2018 Phys.org

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