2020-01-14
88
Сначала рассмотрим, что происходит в отдельной клетке клеточного автомата, не рассматривая всё поле.Сделаем это в упрощённом виде.
Что происходит внутри одной ячейки.
Для упрощения моделирования примем некоторые модельные упрощения. Примем, что популяция не бонобо, а бонобо-подобных обезьян не покидает в течении минимум 10-ти лет ячейку кормления площадью 100 квадратных километров. Продолжительность жизни одной особи- 20 лет. Самка может родить одного ребенка раз в 5 лет. То есть двух за 10 лет. Посмотрим, что будет делать модель в одной клетке.
На первом шаге, существуют только две особи, мужская и женская, назовем их для наглядности Адам и Ева, они успели сьесть только 1 тонну из 50, которые вырастают за год, и осталось 49 тонн. Еда не может надолго сохраняться в этой системе, и приматы не могут её заготовливать на данном этапе. При таких упрощенных параметрах мы можем моделировать динамику численности популяции на площади 100 километров квадратных с помощью обычных линейных уравнений, или даже без них, в таблице, так, что это можно будет повторить без особых математических знаний или навыков программиста в электронной таблице или даже на листе бумаги. Для упрощения возьмем модельное животное, которое размножается раз в 10 лет, и шаг модели сделаем так же равным 10 годам. И пусть они размножаются два раза за 10 лет.
Для начала, для получения качественных, а не количественных, выводов, будем проводит моделирование одной популяции в ячейке размером 10 на 10 километров, при временном шаге модели, равном одному поколению.
Сначала внутрь ячейки на шаге ноль находятся двое “детей” - САМЕЦ и САМКА и 50 тонн еды. За шаг - 10 лет два организма выросли, съедая каждый год вдвоем тонну еды. Это Адам и Ева. Когда в конце шага они народили еще два организма, мужской и женский, назовем их Сиф и Азура. Они съедают 2 тонны еды в год на четверых. За второй шаг родители рожают еще два раза (обезьяны рожают каждые 5 лет), этих детей назовем братьями Сифа, и дети растут. Для упрощения примем, что братья Сифа взрослеют одновременно. На третий шаг родители (Адам и Ева) умирают,и цикл продолжается: теперь уже две пары внуков входят в него, в конце этого шага дети Адама и Евы умрут, и через шаг внуки родят 8 правнуков. Итого тут будет уже 14 особей, которые каждый год будут съедать по 7 тонн.
Начиная с 20-25 особей (около 6го шага) - кривые наличия ресурсов и количества людей пересекаются. Это означает, что в данной точке у нас возникает уже нехватка еды. И нам нужно переходить в другую ячейку.
| шаг номер | количество самцов | количество самок | остаток еды |
| 1 | 1 | 1 | 49 |
| 2 | 3 | 3 | 47 |
| 3 | 4 | 4 | 46 |
| 4 | 7 | 7 | 43 |
| 5 | 11 | 11 | 39 |
| 6 | 18 | 18 | 32 |
| 7 | 29 | 29 | 21 |
| 8 | 47 | 47 | 3 |
Рисунок 1. Возрастание количества особей (синяя кривая) и убывание количества еды (красная кривая) на поле 10 на 10 километров в течении 8 ми поколений жизни бонобо. По оси абсцисс количество шагов, по оси ординат количество ресурсов (тонн) и количество особей.
Видно из графика, что размер стада в 50 особей является крайне некомфортным: еды не хватает, и животные будут переходить в другое место. Такие упрощенные расчеты с модельными животными подтверждаются тем, что бонобо редко имеют численность стада более, чем 25 особей (Reinartz, Isia et al. 2006).
Более подробное рассмотрение работы КЛАРЫ. Численный эксперимент.
Миграция
Оптимальным решением будет отселять некоторых особей в соседние ячейки, сохраняя уровень рождаемости, поскольку, чем выше численность, тем выше вариативность генетических мутаций, тем стабильнее генетическое разнообразие (генетический капитал).
Так как в лесу, мы наблюдаем одинаковые условия для фотосинтеза каждый год (смотрите раздел выше), то в первых экспериментах будет в каждой ячейке одинаковые ресурсы. Перемещение между клетками будет происходить, как показывают предыдущие расчёты, где-то раз в 7 поколений.
Объект моделирования, численность популяции, ареал кормления популяции, степень мобильности требуют уточнения не только для модельных про-бонобо организмов, но и для самих бонобо.
