Formación de patrones espacio-temporales en un sistema presa-depredador: el estudio de caso de las interacciones a corto plazo entre microalgas diatomeas y microcrustáceos
Autores: Tyutyunov, Yuri V.; Zagrebneva, Anna D.; Azovsky, Andrey I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Formación de patrones espacio-temporales en un sistema presa-depredador: el estudio de caso de las interacciones a corto plazo entre microalgas diatomeas y microcrustáceos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo matemático
Sistema presa-predador
Migración
Depredadores
Presa-taxias
Dinámica espacio-temporal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un modelo matemático simple capaz de reproducir la formación de estructuras espaciales a pequeña escala en un sistema de presa-depredador. La actividad de migración de los depredadores se asume que está determinada por el grado de saciedad de estos. Los depredadores individuales más hambrientos migran con más frecuencia, cambiando aleatoriamente su posición espacial. Se ha demostrado previamente que esta respuesta individual a las condiciones locales de alimentación conduce al fenómeno de taxis de presas y a la aparición de dinámicas espaciotemporales complejas a nivel de población, incluyendo regímenes periódicos, cuasi-periódicos y caóticos. El modelo propuesto de taxis-difusión-reacción se aplica para describir las interacciones tróficas en un sistema que consiste en microalgas diatomeas bentónicas y copépodos harpacticoideos. Se proporciona la condición analítica para la inestabilidad oscilatoria del estado estacionario homogéneo de coexistencia de especies. Los parámetros del modelo se identifican en base a datos de observación de campo y conocimiento sobre la ecología de las especies para explicar los patrones espaciales a microescala de estos organismos, que aún permanecen oscuros, y para reproducir en simulaciones numéricas el tamaño característico y la vida útil esperada de los parches de densidad.
Descripción
Se presenta un modelo matemático simple capaz de reproducir la formación de estructuras espaciales a pequeña escala en un sistema de presa-depredador. La actividad de migración de los depredadores se asume que está determinada por el grado de saciedad de estos. Los depredadores individuales más hambrientos migran con más frecuencia, cambiando aleatoriamente su posición espacial. Se ha demostrado previamente que esta respuesta individual a las condiciones locales de alimentación conduce al fenómeno de taxis de presas y a la aparición de dinámicas espaciotemporales complejas a nivel de población, incluyendo regímenes periódicos, cuasi-periódicos y caóticos. El modelo propuesto de taxis-difusión-reacción se aplica para describir las interacciones tróficas en un sistema que consiste en microalgas diatomeas bentónicas y copépodos harpacticoideos. Se proporciona la condición analítica para la inestabilidad oscilatoria del estado estacionario homogéneo de coexistencia de especies. Los parámetros del modelo se identifican en base a datos de observación de campo y conocimiento sobre la ecología de las especies para explicar los patrones espaciales a microescala de estos organismos, que aún permanecen oscuros, y para reproducir en simulaciones numéricas el tamaño característico y la vida útil esperada de los parches de densidad.