Modelado matemático de la dinámica evolutiva de una comunidad planctónica utilizando un modelo de tiempo discreto
Autores: Neverova, Galina; Zhdanova, Oksana
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado matemático de la dinámica evolutiva de una comunidad planctónica utilizando un modelo de tiempo discreto
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propone
Modelo eco-genético
Fitoplancton
Rasgo de toxicidad
Estabilidad
Competencia
Haplotipos
Autorregulación
Presión depredadora
Composición genética
Polimorfismo
Modos dinámicos
Oscilación
Fluctuaciones
Evolución.
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un modelo eco-genético de tiempo discreto de una comunidad planctónica que incluye zooplancton y dos haplotipos competidores de fitoplancton con y sin un rasgo de toxicidad. La función de respuesta tipo II de Holling describe el consumo del depredador. Utilizamos el modelo de Ricker para considerar la limitación y regulación de la densidad. El modelo es estudiado de forma analítica y numérica. La pérdida de estabilidad de los puntos fijos ocurre a través del escenario de Neimark-Sacker y una cascada de bifurcaciones de duplicación de período. El modelo revela bistabilidad y multistabilidad. Por lo tanto, las condiciones iniciales pueden determinar cuál de los modos dinámicos coexistentes será atraído. Si la competencia de los haplotipos es más débil que su autorregulación, entonces la variación en las densidades actuales de los componentes de la comunidad puede cambiar la dinámica observada, mientras que la dirección de la evolución permanece inalterada. La relación de la aptitud de los haplotipos y la presión del depredador generalmente determina la composición genética asintótica del fitoplancton. Si la competencia de los haplotipos es mayor que su autorregulación, entonces la bistabilidad de los puntos fijos monomórficos ocurre cuando el desplazamiento de un haplotipo por otro depende de las condiciones iniciales. La presencia de depredadores puede mantener el polimorfismo genético de la presa. Este sistema muestra modos dinámicos similares a la dinámica experimental: oscilación con retraso, fluctuaciones antifásicas de largo período y ciclos crípticos que emergen debido a una evolución rápida.
Descripción
Este estudio propone un modelo eco-genético de tiempo discreto de una comunidad planctónica que incluye zooplancton y dos haplotipos competidores de fitoplancton con y sin un rasgo de toxicidad. La función de respuesta tipo II de Holling describe el consumo del depredador. Utilizamos el modelo de Ricker para considerar la limitación y regulación de la densidad. El modelo es estudiado de forma analítica y numérica. La pérdida de estabilidad de los puntos fijos ocurre a través del escenario de Neimark-Sacker y una cascada de bifurcaciones de duplicación de período. El modelo revela bistabilidad y multistabilidad. Por lo tanto, las condiciones iniciales pueden determinar cuál de los modos dinámicos coexistentes será atraído. Si la competencia de los haplotipos es más débil que su autorregulación, entonces la variación en las densidades actuales de los componentes de la comunidad puede cambiar la dinámica observada, mientras que la dirección de la evolución permanece inalterada. La relación de la aptitud de los haplotipos y la presión del depredador generalmente determina la composición genética asintótica del fitoplancton. Si la competencia de los haplotipos es mayor que su autorregulación, entonces la bistabilidad de los puntos fijos monomórficos ocurre cuando el desplazamiento de un haplotipo por otro depende de las condiciones iniciales. La presencia de depredadores puede mantener el polimorfismo genético de la presa. Este sistema muestra modos dinámicos similares a la dinámica experimental: oscilación con retraso, fluctuaciones antifásicas de largo período y ciclos crípticos que emergen debido a una evolución rápida.