Prey-taxis vs. una señal externa: análisis asintótico de onda corta y de estabilidad
Autores: Morgulis, Andrey; Malal, Karrar H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Prey-taxis vs. una señal externa: análisis asintótico de onda corta y de estabilidad
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelos
Comunidad depredador-presa
Presa-taxis
Ley de Patlak-Keller-Segel
Modelo de Cattaneo
Señal externa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Consideramos dos modelos de la comunidad depredador-presa con taxis de presas. Ambos modelos tienen en cuenta la capacidad de los depredadores para responder a los gradientes de densidad de presas y también a una señal más, cuya producción ocurre de forma independiente al estado de la comunidad (dicha señal puede deberse a la heterogeneidad espaciotemporal del entorno que surge por razones naturales o artificiales). Llamamos a esta señal externa. Los modelos difieren entre sí a través de la descripción de sus respuestas: el primero emplea la ley de Patlak-Keller-Segel para ambas respuestas, y el segundo emplea el modelo de transferencia de calor de Cattaneo para ambas respuestas siguiendo a Dolak y Hillen. Suponiendo una señal externa de onda corta, construimos las expansiones asintóticas completas de las soluciones de onda corta para ambos modelos. Las utilizamos para examinar el efecto de la señal de onda corta en la formación de patrones espaciotemporales. Lo hacemos comparando la estabilidad de los equilibrios sin señal con la de los cuasi-equilibrios forzados por la señal externa. Este enfoque se remonta a la teoría de Kapitza para un péndulo boca abajo. La conclusión general es que es probable que la señal externa no sea capaz de crear el dominio de inestabilidad en el espacio paramétrico de la nada, pero puede ampliar sustancialmente aquel que no está vacío sin señal.
Descripción
Consideramos dos modelos de la comunidad depredador-presa con taxis de presas. Ambos modelos tienen en cuenta la capacidad de los depredadores para responder a los gradientes de densidad de presas y también a una señal más, cuya producción ocurre de forma independiente al estado de la comunidad (dicha señal puede deberse a la heterogeneidad espaciotemporal del entorno que surge por razones naturales o artificiales). Llamamos a esta señal externa. Los modelos difieren entre sí a través de la descripción de sus respuestas: el primero emplea la ley de Patlak-Keller-Segel para ambas respuestas, y el segundo emplea el modelo de transferencia de calor de Cattaneo para ambas respuestas siguiendo a Dolak y Hillen. Suponiendo una señal externa de onda corta, construimos las expansiones asintóticas completas de las soluciones de onda corta para ambos modelos. Las utilizamos para examinar el efecto de la señal de onda corta en la formación de patrones espaciotemporales. Lo hacemos comparando la estabilidad de los equilibrios sin señal con la de los cuasi-equilibrios forzados por la señal externa. Este enfoque se remonta a la teoría de Kapitza para un péndulo boca abajo. La conclusión general es que es probable que la señal externa no sea capaz de crear el dominio de inestabilidad en el espacio paramétrico de la nada, pero puede ampliar sustancialmente aquel que no está vacío sin señal.