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虚拟地球扮演着地球上生命的命运

作者:广蚂    发布时间:2017-10-19 08:09:22    

作者:Catherine Brahic我们可以模拟气候,我们甚至可以模拟婴儿现在,我们也可以模拟地球上的生命 - 我们星球上生物体的巨大而复杂的相互作用在英国剑桥郡的村庄之后命名为Madingley,这个想法被设想,这是一个可以帮助我们预测未来的数学模型它可以告诉我们如果所有的蜜蜂都消失会发生什么,如果大熊猫消失就会产生差异,如果人类从未发明过集约化农业,世界可能会有什么样子这项工作还表明,所有生态系统的基本结构都可以使用少数普遍的生态原则重建 Madingley计算机模型是第一个模拟所有类型生物在全球范围内相互作用的计算机模型试图模拟生态系统的研究人员通常采用自上而下的方法,从选定的系统(如森林或海洋)收集尽可能多的数据,并将其塞进模型中相反,微软剑桥计算科学实验室的Drew Purves和他的同事建立了一个遵循与地球生命相同的基本原理的数学世界 “这是一个硅生态系统这就是它真正的好处,“伦敦大学学院的乔治娜·梅斯说,他没有参与这个项目 “它具有物理环境与利用它的所有不同生态系统组成部分之间的所有这些相互作用”该团队首先模拟了具有大陆,海洋和全球气候的物理地球,然后用数字生物填充它就像你窗外的世界一样,马丁利的生活有各种形式,从植物到食草动物到食肉动物,其中一些是冷血动物,另一些是温血动物,所有这些都有各种各样的大小,直到那些像蚜虫一样小它尚未模拟特定物种,而是模拟动物类型 “我们将各种类型的动物和植物扔到各处,然后离开它们,”Purves说团队能够观察到不同种类的生物经历了繁荣和萧条时期,有些生物完全从一个环境中消失,但在另一个环境中茁壮成长,其他人竞争空间或寻找进入新生态的方式但最终,事情陷入了一种平衡,看起来大致类似于地球上的真实状态,不同类型的生活具有相似的比例(PLoS Biology,DOI:10.1371 / journal.pbio.1001841) ??我们把各种各样的动物和植物扔到各处,然后去掉它们在他们按下游戏并设置他们的模拟生命形式之前,团队必须给Madingley一些基本规则例如,我们知道捕食者倾向于捕食大约是自身体重的十分之一的东西,因此马丁利的动物也会这样做体温与动物的大小之间也存在关系,因此这构成了另一条规则的基础 “我们投入的所有东西都出现了看起来正确的东西,”Purves说 “我们在每个地方都会收集到一些人,以及谁吃谁,他们成长和死亡的速度我们有一个虚拟的世界,它非常丰富“该模型目前仅预测每个环境利基中预期的有机体类型但它是开源的,可供所有科学家使用,所以Purves希望通过额外的工作,该模型将能够模拟精确的情况例如,如果侵入性蛇对生态系统造成严重破坏 - 就像太平洋岛屿关岛那样 - 我们可以安全地测试各种解决方案的潜力为了使这种测试成为可能,研究人员现在正在将更多参数(包括人类)构建到模型中目前我们还不包括在内 - 马丁利的地球是“原始的”澳大利亚霍巴特的CSIRO海洋与大气研究所的Beth Folton说:“建筑生态学首先是有意义的,但最终人类尤其需要被认为是生态系统的一部分,并且模拟该部分非常困难”建造几个大型海洋模型 “目前我们还没有任何方式来研究全球环境变化 - 即气候变化或大规模土地利用变化 - 将如何影响生态社区,”梅斯说现在我们做梅斯说,通过像马丁利这样的一般生态系统模型,可以模拟如果像捕捞金枪鱼或老虎这样的顶级捕食者濒临灭绝,或者如果大片土地通过耕作变成单一栽培的话会发生什么 “这非常重要,”她说更多关于这些主题:

 

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