Симбиоз в эволюции биосферы.

[Рендалл]

Sss, спасибо за ссылки. Весьма интересно, хотя и в глазах до сих пор рябит от диффуров (они и у Фёдорова и у Абросова). Но у Абросова с соавторами в приницпе общего подхода нет. Единственное упорядочивание нашёл: 1) конкуренция; 2) Хищничество; 3) Метаболические взаимодействия. Слишком уж невнятно. Но у него интересно рассматриваются частные случаи.

Мне, например, понравился пример сосуществования дрожжей и лактобактерий, которые (по мнению авторов) существуют,в зависимости от условий, то в отоношениях конкуренции, то комменсализма. Но это ему только кажется, ибо тип взаимодействия может меняться со временем, что кстати у него и показано.

Но общей теории у Абросова нет. А у Фёдорова В.Д. и Гильманова Т.Г. есть. Кстати, у Абросова ест ссылки на работы Фёдорова, но на учебник 1980 года нет. Это странно, так как учебник был изд-ва МГУ и не мог быть не замечен отечественным автором. Видимо конкуренция

Говорю же, математическое описание будет принципиально разное. Добавятся, например, коэффициенты чувствительности к антибиотикам. И уравнения зависимости скорости роста от концентрации антибиотика. И микроэволюционные процессы будут идти по другому. В этом плане при мат.моделировании лучше чётко разделить конкуренцию за ресурс и взаимное подавление антибиотиками.

А зачем? Или они не влияют на численность? У Фёдорова за основу взята вся совокупность факторов, если быть точным в основе лежит, так называемая "функция отклика". Вообще очень многие исследователи грешат исключительным вниманием к двум факторам - трофические связи и метаболическое влияние, а факторов намного больше и многие из них влияют.

...это трофическая цепь, или комменсализм?

Надо разбросать все взаимодействия попарно. Растения,получая СО2 от гетеротрофов, явно вступают в отношения комменсализма (положительное влияние для растений), НО только в случае выдыхания, а вот если вы имеете в виду гетеротрофов в виде бренных остатков, то какие уж тут биотические отношения.

Альтернатива - дать максимально широкие определения. Однако тогда внутри этих определений всё равно придётся вводить подразделы, в которых математическое описание будет разным.

Я за широкие определения. А мат. аппарат, цитируемый мною, пока что устраивает.

Соответственно, читали очень интересно. В итоге мы (все, кто работает по специальности) математику любим.  Так что, ИМХО, от преподавания зависит.

Очень радует. Без математики биологию дальше не двинешь. Тем более, что сам математику очень активно использую. Кстати, очень советую вам хотя бы по диагонали просмотреть "Экологию" Фёдорова, у него довольно много примеров из вашей области. Или видимо придётся оттуда страницами цитаты писать.

[Alexy]

Рендалл, могли бы Вы привести конкретный (кроме влажных тропических лесов) пример, когда на двух изначально разных почвах: богатых суглинках и бедных песках произростают (или произростали) практически идентичные по своим параметрам (продуктивности, видовому составу, плотности популяции каждого вида)  экосистемы? (желательно со ссылкой)
И если такие примеры есть, то могли бы Вы как эколог объяснить механизм, почему у них одинаковые параметры.
(Или может в процессе сукцессии полностью преобразуется несколько метров подстилающего субстрата? Если да, то каков механизм? И примеры со ссылками?)

Если же таких примеров нет, то значит климакс всегда зависит от почвенных (эдафических) факторов, т.е. это всегда поли-климакс. За единственным исключением влаж. троп. лесов.

[sss]

Я за широкие определения. А мат. аппарат, цитируемый мною, пока что устраивает.

А я - за узкие. И тоже пока устраивает. В общем - о вкусах не спорят.

А что касается дифуров у Абросова - так ведь он, как и Печуркин, и Дегерменджи, и Гуревич, да и весь Ин-т Биофизики всю жизнь работают практически только с микробными сообществами и сообществами одноклеточных.
А там дифуры очень хорошо подходят, и больше, собственно, ничего и не надо.

А вот Ин-т Леса работает с лесными сообществами, где совсем другая математика. Тот же Суховольский про дифуры Ин-та биофизики говорит, что это - старьё и полный отстой.  Они "исповедуют" совсем другую математику, хотя и дифуры в частных случаях активно пользуют. У них - оптимизационные подходы, динамическое программирование и т.д. Я-то "по долгу службы" всё больше с биофизикой общаюсь, тем более, что там и бывшие преподаватели, и однокашники. Правда, сейчас активно законтачил и с Лесом - позвали в совместный проект. Так что потихоньку просвещаюсь.

Кстати, очень советую вам хотя бы по диагонали просмотреть "Экологию" Фёдорова, у него довольно много примеров из вашей области. Или видимо придётся оттуда страницами цитаты писать.

Спасибо, обязательно посмотрю.

[sss]

На досуге поиграл с моделью. Поскольку решать в общем виде лень, действовал методом "тыка", менял всякие коэффициенты, лишь бы соблюдалось условие достижения равновесия
P= k * Kp / (mP - k), где P - биомасса фототрофов.
Очень интересные и разные картинки, как бы их вывесить (лень читать FAQ)?

А самое интересное, что нынешнее соотношение биомасс фототрофов, гетеротрофов и СО2 соответствует крайне низкой продуктивности Биосферы (и, соответственно, крайне низкому КПД по отношению к падающей энергии).
Для повышения КПД соотношение гетеротрофы:автотрофы должно существенно измениться в пользу гетеротрофов. Например, за счёт снижения Kp. Сейчас подумаю, что бы хто значило.

[Alexy]

Меня и самого очень интересует, ка вывешивать картинки.

А что такое Кр?

[sss]

А что такое Кр?

В случае одноклеточных можно трактовать как "степень олиготрофности", т.е. способности достигать максимальной удельной скорости роста при малых концентрациях субстрата. Чем меньше Kp, тем выше "олиготрофность".

Скажем, у олиготрофов и "эвтрофов" максимальная скорость роста одинакова, расход органики на единицу построения биомассы - тоже одинаков. Но олиготрофы достигают максимальной скорости роста при концентрации глюкозы 0,1%, а "эвтрофы" - при концентрации 1%. (цифры условные).

Как трактовать применительно к Биосфере - пока не знаю. Есть идеи?

[Alexy]

"Как трактовать применительно к Биосфере - пока не знаю" - что трактовать? Не совсем понял.

В океанах, где биомасса зоопланктона выше биомассы фитопланктона, наверное степень олиготрофности очень высока (Кр очень низкий)?
Ведь концентрация фитотрофов даже в самых плодородных частях океана ниже, чем на поверхности суши (где клетки фототрофов создают локальные сгустки, в отличие от океана, где клетки фитопланктона рассеяны равномерно) и поэтому соотношение биомасс фото- и гетеротрофов казалось бы должно было бы быть обратным?

[DNAoidea]

Просто в океане фитомасса имеет гораздо более высокий прирост, чем зоомасса, кроме того, где-то видел цифры, что на суше около 85% растительной биомассы отмирает и только потом перерабатывается, а в океане фитомасса практически не отмирает, а выедается почти на цело. Это всё и делает пирамиду по биомассе перевёрнутой. Вообще, я считаю, что биомасса даёт несколько искажённые показатели насчёт богатства экосититемы - ведь она мама по себе не отображает ни КПД ни время оборота - она есть результат динамического равновесия между приростом и отмиранием. И отображает только их соотношение...

[Alexy]

на суше около 85% растительной биомассы отмирает и только потом перерабатывается, а в океане фитомасса практически не отмирает, а выедается почти на цело

Вот это то и удивительно! По идее должно бы было быть наоборот.

Вообще, я считаю, что биомасса даёт несколько искажённые показатели насчёт богатства экосититемы - ведь она мама по себе не отображает ни КПД ни время оборота - она есть результат динамического равновесия между приростом и отмиранием. И отображает только их соотношение...

По-моему богатство (разнообразие) определяется восновном продуктивностью (приростом в единицу времени), а не самой биомассой.

[DNAoidea]

Вот это то и удивительно! По идее должно бы было быть наоборот.

Почему?! Как раз всё логично: в океане, если бцдет много отмирать, то оно будет тонуть двольно в большом количестве, поэтому океанским биосистемам не выгоден такой процесс, который бы постоянно изымал у них биомассу, тогда как на суше тонуть некуда, разве только в торфяные болота, результатом чего опять является изъятие, но, всё-таки не с такой скоростью - мертвечину можно ещё найти и скушать, а когда под тобой километров пять воды - то едва ли... (кстати, именно поэтому я считаю, что обычные, бореальные леса исчезнут в конечном счёте, да и наверное леса вообще - расти ввысь невыгодно в целом)

[Alexy]

поэтому океанским биосистемам не выгоден такой процесс, который бы постоянно изымал у них биомассу

Тут надо бы найти какие-то механизмы, которые смогли бы привести к наблюдаемой ситуации.

[DNAoidea]

поэтому океанским биосистемам не выгоден такой процесс, который бы постоянно изымал у них биомассу

Тут надо бы найти какие-то механизмы, которые смогли бы привести к наблюдаемой ситуации.

как так? Ну не дают они тонуть трупам, съедая большую часть продуцентов живыми. Или что вы имели в виду под "наблюдаемой ситуацией"?

[sss]

По поводу КПД. Эксперименты с моделью показали, что максимальный КПД наблюдается, когда гетеротрофов много (по суммарной биомассе).  Столько же, сколько фототрофов, или даже больше. Продолжаю эксперименты, вместо того, чтобы проанализировать зависимость КПД и биомасс в общем виде. Почему не решаю в общем виде? Я экспериментатор, а не теоретик!  

[Alexy]

Часть "полезно" расходуемой энергии у фоторофов (особенно на суше, где больше возможностей конкурировать за солнце и пит. вещества)
вообще идет не на прирост биомассы, а на конкуренцию с др. фототрофами - то есть на развитие корневой системы, мощных опорных тканей стебля и сосудов.
По идее этот расход тоже надо учитывать при вычислении КПД?  Но это не сама биоМАССА, а "качество" биомассы.

Вы считали КПД как прирост биомассы фототрофов + прирост биомассы гетероотрофов? Или нет? Эти вещи нельзя суммировать.
Также нельзя суммировать и приросты биомасс гетеротрофов разных уровней пищевой пирамиды

[sss]

Вы считали КПД как прирост биомассы фототрофов + прирост биомассы гетероотрофов? Или нет? Эти вещи нельзя суммировать.
Также нельзя суммировать и приросты биомасс гетеротрофов разных уровней пищевой пирамиды

Собственно, и так, и эдак. И как валовая фотопродукция, и как прирост гетеротрофов, и как сумму. Вывод один и тот-же, поскольку в равновесной системе Прирост_биомассы_фототрофов=Прирост_биомассы_гетеротрофов. В модели предусматривается, что всё, что съели гетеротрофы, становится их биомассой. Правда, тут-же (на том же шаге программы) частично превращается в СО2 (расходы на дыхание).