מודלים מתמטיים משמשים חוקרים כדי להבין את הדינאמיקה של ציידים וניצודים בטבע. בדרך כלל חוזים מודלים אלו כי אוכלוסיית החיה הטורפת תצוד את אוכלוסיית טרפה עד שזו האחרונה תיכחד. כתוצאה מכך יישאר הטורף ללא מזון ויכחד בעצמו. הטבע מראה לנו כי יש הרבה יותר יציבות בדרך כלל בין האוכלוסיות השונות. יציבות זו היא כנראה תוצאה של פיזור אוכלוסיה על פני שטח גדול ותהליכי נדידה בין אזור לאזור, אשר כתוצאה מהם "מתחדש המלאי" של הניצודים.
להקת ציפורים נודדות. תמונה זו צולמה בידי Andreas Trepte ונלקחה מוויקיפדיה
לאחרונה פיתח צוות של חוקרים מישראל [1], מודל יציב של דינאמיקת טורף-נטרף הכוללת נדידה, ומזהה את המנגנון המדויק המונע הכחדות של האוכלוסיות. במודלים שפותחו בשנים 1920-1930 השתמשו החוקרים במערכת של משוואות דיפרנציאליות כדי לחזות את ההתפתחות של האוכלוסייה של הצייד והניצוד לאורך הזמן. במודלים אלו כל הפרעה קטנה, כגון הופעת מחלה אצל אחד המינים, הופעת מין חדש בסביבה וכד' גרמה לחוסר יציבות קיצוני במשוואות, אשר הוביל אותן לחזות הכחדה, כאשר בטבע נצפית יציבות גדולה הרבה יותר בין המינים.
מאוחר יותר, השתמשו חוקרים בסימולציות מחשב כדי לחלק את השטח הגיאוגרפי לתאי שטח נפרדים, אשר ביניהם ישנה נדידה של הציידים והניצודים. מודלים אלו הראו יציבות הרבה יותר גדולה, אולם המנגנון המדויק עדיין לא היה ברור. לאחרונה הראה צוות של חוקרים, בהנחייתו של ד"ר נדב שנרב מאוניברסיטת בר-אילן, כי המפתח המתמטי ליציבות במשוואות טמון בתלות של תדירות התנודות של כמות האוכלוסייה בעוצמתן: אוכלוסיות קטנות מאופיינות ידי תנודות איטיות, ואוכלוסיות גדולות על ידי תנודות מהירות. כתוצאה מכך, הפרעות סביבתיות באזורים שונים תוביל ליצירת חוסר סנכרון בין כמויות האוכלוסייה באזורים שונים. עובדה זאת מאפשר לאוכלוסיות באזורים שונים "לתמוך" אחת בשנייה על ידי נדידה. אם האוכלוסיות היו מסונכרנות באזורים שונים, ירידה באוכלוסיה באזור אחד הייתה מתרחשת גם באזור סמוך, ולכן נדידה לא הייתה יכולה להיות תהליך אפקטיבי (בשני האזורים חסרה אוכלוסיה!).
החוקרים אומרים כי ניתן יהיה לנצל את ההבנה הזאת כדי לתכנן אזורי מחייה לאוכלוסיות של מינים על סף הכחדה. כמו כן, ברפואה ניתן יהיה לתכנן שימוש בוירוסים נגד חיידקים על ידי חישוב התנאים שיובילו לחוסר יציבות בין האוכלוסיות והכחדתו של החיידק.
שאלה לקוראים: האם עולים בדעתכם שימושים נוספים לתובנה העולה מן המחקר? אתם מוזמנים לכתוב את רעיונותיכם בתגובות למטה.
מקורות:
[1]Amplitude-Dependent Frequency, Desynchronization, and Stabilization in Noisy Metapopulation Dynamics, Refael Abta, Marcelo Schiffer, and Nadav M. Shnerb
Phys. Rev. Lett. 98, 098104
מאת: ערן גנוסר
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
