Биология

Созданная российскими учеными модель предсказала изменения численности планктона

Cathleen O'Grady/Smithsonian

Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН смогли создать математическую модель, с помощью которой можно предсказать колебания численности планктона и других водных обитателей в водных экосистемах, опираясь на результаты мониторинга озер Белоруссии. Итоги работы опубликованы в сборнике Advanced Mathematical Methods in Biosciences and Applications.

Планктон — это совокупность маленьких организмов, которые живут рядом с поверхностью воды и перемещаются благодаря течениям. Он служит базой в пищевой цепочке рыб, водных животных и даже птиц, живущих вблизи водоемов. При изменении численности планктона в воде тут же нарушается устоявшийся баланс. Поэтому исследователи ищут способы предсказывать динамику изменения популяции планктона. Это позволит прогнозировать, например, интенсивность цветения, а также объем вылова рыбы в конкретных водоемах.

Более сотни лет ученые пытались построить модели, описывающие изменения в популяции планктона. Но все они имеют существенный недостаток — присутствие не измеряемых или плохо измеряемых параметров. При использовании в формуле всех возможных взаимосвязей рассчитать динамику численности конкретных популяций становится очень сложно, равно как и применить созданные модели к конкретной экосистеме.

Российские ученые отказались от попыток создать сложную формулу на основе взаимодействий организмов в водной среде и предложили совершенно новый подход. Он позволяет просчитать все нужные показатели, используя данные мониторингов.

«У нас есть большой опыт взаимодействия с белорусскими коллегами, которые с начала 1950-х годов прошлого века ведут скрупулезный мониторинг Нарочанских озер. Они предоставили нам график изменений различных параметров планктона в них за разные временные периоды. Мы вывели уравнение, в котором зависимости представили в виде графика. А затем сравнили полученные временные ряды и посмотрели, насколько они связаны друг с другом. Так мы вывели наиболее важные из факторов. 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 изменения концентраций биогенных элементов — азота и фосфора. Это позволило нам предсказать изменение численности планктона», — говорит один из авторов работы, научный сотрудник лаборатории биофизики возбудимых сред ИТЭБ РАН Александр Медвинский.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.