Dinámica en un modelo de depredador-presa con caza cooperativa y efecto Allee
Autores: Du, Yanfei; Niu, Ben; Wei, Junjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Dinámica en un modelo de depredador-presa con caza cooperativa y efecto Allee
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo presa-depredador
Caza cooperativa
Efecto Allee
Ciclo límite
órbitas heteroclínicas
Inestabilidad de Turing
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo trata sobre un modelo depredador-presa difusivo con dos retrasos. Primero, consideramos la bifurcación local y el comportamiento dinámico global del sistema cinético, que es un modelo depredador-presa con caza cooperativa y efecto Allee. Para el modelo con cooperación débil, demostramos la existencia de un ciclo límite y un lazo de órbitas heteroclínicas que conectan dos equilibrios en un umbral de tasa de conversión, investigando los manifolds estables e inestables de los puntos de silla. Cuando la tasa de conversión es cero, ambas especies se extinguen, y cuando es positiva, hay una separatriz. Las especies con población inicial por encima de la separatriz finalmente se extinguen, y las especies con población inicial por debajo pueden coexistir, oscilar sosteniblemente o sobrevivir solo de la presa. En el caso de una cooperación fuerte, exhibimos la dinámica compleja del sistema, incluyendo ciclo límite, lazo de órbitas heteroclínicas entre tres equilibrios y ciclo homoclínico con la ayuda de análisis teórico o simulación numérica. Puede haber tres estados estables coexistentes: estado de extinción, coexistencia u oscilación sostenida y la supervivencia solo de la presa, y se obtiene la cuenca de atracción de cada estado en el plano de fase. Además, encontramos que la difusión puede inducir inestabilidad de Turing y bifurcación de Turing-Hopf, dejando al sistema con una distribución espacialmente heterogénea de las especies, coexistencia de dos oscilaciones espaciales-temporales diferentes. Finalmente, consideramos las bifurcaciones de Hopf y doble Hopf del sistema difusivo inducidas por dos retrasos: el retraso de madurez de la presa y el retraso de gestación del depredador. El análisis de la forma normal indica que dos oscilaciones periódicas espacialmente homogéneas pueden coexistir aumentando ambos retrasos.
Descripción
Este artículo trata sobre un modelo depredador-presa difusivo con dos retrasos. Primero, consideramos la bifurcación local y el comportamiento dinámico global del sistema cinético, que es un modelo depredador-presa con caza cooperativa y efecto Allee. Para el modelo con cooperación débil, demostramos la existencia de un ciclo límite y un lazo de órbitas heteroclínicas que conectan dos equilibrios en un umbral de tasa de conversión, investigando los manifolds estables e inestables de los puntos de silla. Cuando la tasa de conversión es cero, ambas especies se extinguen, y cuando es positiva, hay una separatriz. Las especies con población inicial por encima de la separatriz finalmente se extinguen, y las especies con población inicial por debajo pueden coexistir, oscilar sosteniblemente o sobrevivir solo de la presa. En el caso de una cooperación fuerte, exhibimos la dinámica compleja del sistema, incluyendo ciclo límite, lazo de órbitas heteroclínicas entre tres equilibrios y ciclo homoclínico con la ayuda de análisis teórico o simulación numérica. Puede haber tres estados estables coexistentes: estado de extinción, coexistencia u oscilación sostenida y la supervivencia solo de la presa, y se obtiene la cuenca de atracción de cada estado en el plano de fase. Además, encontramos que la difusión puede inducir inestabilidad de Turing y bifurcación de Turing-Hopf, dejando al sistema con una distribución espacialmente heterogénea de las especies, coexistencia de dos oscilaciones espaciales-temporales diferentes. Finalmente, consideramos las bifurcaciones de Hopf y doble Hopf del sistema difusivo inducidas por dos retrasos: el retraso de madurez de la presa y el retraso de gestación del depredador. El análisis de la forma normal indica que dos oscilaciones periódicas espacialmente homogéneas pueden coexistir aumentando ambos retrasos.