Un "modelo Matematico" Explica Extinciones En Cascada De Especies

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En un esfuerzo por comprender mejor la dinámica de redes complejas, los científicos han desarrollado un modelo matemático para describir las interacciones dentro de las redes alimentarias ecológicas. Esta investigación, realizada por el profesor de física de la Universidad Northwestern Motter Adilson y su alumno, Sagar Sahasrabudhe, se publica en el 25 de enero cuestión de Comunicaciones de la naturaleza. El trabajo muestra cómo la intervención humana puede efectivamente ayudar a los esfuerzos de conservación de especies.

"Nuestro estudio proporciona una base teórica para los esfuerzos de gestión que tienen por objeto mitigar la extinción en cascada en las redes de cadena alimentaria. Existe evidencia de que una fracción significativa de todas las extinciones no son causados por una perturbación primaria sinopor la propagación de una cascada", dijo Motter.

Las cascadas de extinción se han observado después de la pérdida de una especie clave dentro de un ecosistema. A medida que cambia el sistema para compensar la pérdida, la disponibilidad de alimentos, territorios y otros recursos a cada uno de los miembros restantes pueden fluctuar violentamente, creando un ambiente de auge y caída o que pueden conducir a la extinción aún más. Según el estudio, más del 70 por ciento de estas extinciones son prevenibles, si se asume que el sistema puede ponerse en equilibrio usando sólo los recursos disponibles – ningún elemento nuevo se puede introducir.

Motter explicó además, "Encontramos que las cascadas de extinción a menudo pueden ser mitigadas mediante la supresión – en lugar de mejorar. – Las poblaciones de determinadas especies en numerosos casos, se prevé que incluso el retiro activo de una especie que de otro modo se extinguiría por una cascada puede evitar la extinción de otras especies. "

El hallazgo podría parecer contrario a los conservacionistas ya las medidas compensatorias que parecen causar más daños al sistema. Sin embargo, cuando todo el ecosistema se considera, el efecto es beneficioso. Esta noticia es una promesa para los encargados del mantenimiento de la biodiversidad de la Tierra y los recursos naturales – la salud de la que puede contrarrestar muchas de las causas del cambio climático, y algunos de origen humano, tales como el derrame de petróleo del Golfo de México.

El pájaro dodo, Raphus cucullatus, es un ejemplo de extinción debido a la actividad humana. El dodo era un ave grande, no volador que se extinguió en el 1600. Es probable que una combinación de factores, como la caza, la pérdida de hábitat, y tal vez incluso una inundación repentina, hizo hincapié en el ecosistema de la isla de Mauricio, el hogar del dodo. Algunos investigadores creen que la introducción humana de especies no autóctonas, tales como perros, cerdos, gatos y ratas en la isla, es lo que en última instancia llevó a la desaparición del dodo.

En cualquier caso, en el futuro, puede ser posible para evitar la extinción de algunas especies en ecosistemas perturbados por la aplicación del nuevo método de análisis desarrollado por Motter.

El objetivo de este proyecto, financiado por la División de la Fundación Nacional de Ciencias de Ciencias Matemáticas, es desarrollar métodos matemáticos para estudiar los procesos dinámicos en redes complejas. A pesar de la aplicación específica mencionada aquí pueden ser útiles en la gestión de los ecosistemas, el fundamento matemático sebasa en un análisis mucho más universal. El amplio concepto es innovador en el área de redes complejas, ya que concluye que las fallas a gran escala se pueden evitar al centrarse en la prevención de las olas del fracaso que seguir el evento inicial.

Este enfoque podría utilizarse para estabilizar una amplia gama de redes complejas. Se puede aplicar a las redes bioquímicas con el fin de disminuir o detener la progresión de las enfermedades causadas por las variaciones dentro de las células individuales. También se puede utilizar para administrar redes tecnológicas, tales como la red inteligente para evitar apagones. Incluso se puede aplicar a la regulación de las redes financieras complicadas mediante la identificación de factores clave en las primeras etapas de una crisis financiera, que, cuando se generan con la intervención humana, podría ahorrar miles de millones de dólares.

El mundo es un lugar complicado que es aún más complicado cuando se trata de explicar matemáticamente una red compleja, especialmente cuando la red se desarrolla en un entorno que está cambiando. Pero, Motter dice que su modelo matemático es prometedor para el estudio de los cambios del entorno.

"La incertidumbre en sí misma no es un problema", bromeó. "El problema viene cuando no se puede estimar la incertidumbre."

http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=118384& org=NSF& from=news

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