【酵母有助於物理學家預測人口銳減】

明道

【酵母有助於物理學家預測人口銳減】

 

 

新的研究可能有助於避免在市場上的臨界點

科學家們認為，許多複雜系統 - 從金融市場到魚類 - 生成警告之前，他們崩潰的跡象。

完善的理論，這種想法現在已經被實驗證明的一組物理學家在美國和荷蘭，觀察到長，小的外部衝擊的人群中之前崩潰的酵母細胞的反應更為顯著。

他們說，他們的工作可能有助於保護脆弱的生態系統。

在自然種群的崩潰已經發生了無數次的過去，如鱈魚種群的消失在大西洋加拿大在20世紀90年代。

人口容易受到突然崩潰，當個人複製的速度，取決於人口密度 - 把對資源的壓力過高的密度和密度太低，很難配合，狩獵或抵禦天敵，例如。

輕微惡化的環境條件，如增加釣魚，密度低於某一臨界值和數字下降突然。

為了更好地理解這一現象，傑夫·戈爾的麻省理工學院（MIT）和他的同事研究了常用的酵母釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 。

為了獲得能量，酵母細胞分手在周圍介質中的糖分子，但它們只能捕獲的一小部分產生的碎片。

中的一個或多個相鄰小區的另外增加的濃度可用糖片段，但也意味著，這些片段被消耗更大的部分。

這提高了人均能源消耗和它的繁殖率。除了 ​​某些細胞密度，但是，有少糖，去圓的增長速度下降。

每日稀釋

研究人員開始通過圖表的演化的許多樣品的酵母細胞，每個具有不同的初始細胞密度，即包含在液體介質中的含2％的糖。

每一天，從根本上消除一定的細胞比例稀釋的樣品。

他們發現，開始低於臨界密度的人口死亡，而其餘倖存下來，並達成了共識，穩定密度。

然後，研究人員重複這個練習了一系列的稀釋因素，因為它們增加了稀釋，策劃上的固定密度的增加，臨界密度的降低和。

他們發現，在一定的稀釋因子 - 引爆點 - 兩個密度相吻合，這意味著，在一個人口的更高水平的稀釋，是注定要滅絕無論其初始密度。

在魚類方面，這將意味著太多的捕撈活動將不可避免地破壞股票，不管他們最初是如何豐富。

接著，戈爾和他的同事探討酵母種群的適應能力 - 換句話說，酵母的能力，以避免毀滅的臨界點以下時，但暴露於外部衝擊。

在這種情況下的衝擊是鹽的加入，它可以破壞並最終殺死酵母細胞。

研究人員發現，符合市場預期，甚至大大低於臨界點的樣品可以被消滅了。

但他們也發現，受較低的稀釋樣品，在細胞密度的暫時下降的大小和所需的時間來恢復回的初始密度均上升而增加稀釋。

預警

戈爾的同事，也是在麻省理工學院的雷代說，這種密度的下降和恢復時間 - 這些代理人 - 測量可以警告即將發生的臨界點。

他指出，其他科學家也觀察到類似的變化在現實生活中的人群密度，但他們無法證明存在的一個轉折點，在這些人群中。

預見他說，在現實生活中這樣的臨界點系統，將意味著在適當的時間間隔在一個足夠長的時間 - 或許每隔數個月的魚類資源的情況下，幾十年來在人口密度的測量波動。分析股市，相反，可能只是意味著記錄股價每天超過了數月時間。

在ETH蘇黎世接受作為一個物理學家，經濟學家，金融迪迪埃Sornette說，對他來說，“有沒有太大驚喜”的最新作品，因為它確認已經很好地理解理論上，但他補充說， 它總是很高興找到了新的系統理論。

然而，在佐治亞大學的生物學家約翰·德雷克，介紹了“預計將廣泛存在於自然界的一種現象，一個輝煌的試驗示範研究”，補充說：“生態環境有很大的需要是很簡單的實驗模型詳細了解，同時保留自然生態系統“的主要特點。

這項研究發表在科學。

關於作者

埃德溫·Cartlidge是一個總部設在羅馬的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jun/06/yeast-helps-physicists-forecast-population-collapse