Τετάρτη, 10 Αυγούστου 2011

Πέτρα-ψαλίδι-χαρτί στην Εξέλιξη

Πώς ένα παιχνίδι μπορεί να εξηγήσει τους μηχανισμούς της βιοποικιλότητας.
Το παιχνίδι πέτρα-ψαλίδι-χαρτί αναδεικνύεται σε μοντέλο κατανόησης της συνύπαρξης των ειδών στον πλανήτη.



Ουάσινγκτον

Η επικράτηση του ισχυρότερου αποτελεί θεμελιώδη νόμο της εξέλιξης. Γι’ αυτό και μια βασική θεωρία της παραδοσιακής Οικολογίας πρεσβεύει ότι όταν δυο είδη ανταγωνίζονται για να εξασφαλίσουν τους ίδιους πόρους το πιο επιτυχημένο θα επικρατήσει ενώ το άλλο θα οδηγηθεί στην εξαφάνιση.

Η ίδια η ζωή στον πλανήτη φαίνεται ωστόσο να διαψεύδει αυτή την αρχή. Τα περισσότερα είδη φαίνονται ικανά να μοιράζονται τα οικοσυστήματά τους αρμονικά και χωρίς προβλήματα. Ένα μόνο από τα πολλά παραδείγματα είναι τα τροπικά δάση του Αμαζονίου όπου χιλιάδες διαφορετικά είδη δέντρων συνυπάρχουν στους ίδιους βιότοπους χωρίς να «εξολοθρεύουν» το ένα το άλλο.




Μαθηματικά και οικοσυστήματα

Μια μελέτη ερευνητών των πανεπιστημίων του Σικάγο και της Καλιφόρνιας έρχεται να δώσει απάντηση σε αυτό το παράδοξο χρησιμοποιώντας ως «εργαλείο» το φαινομενικά απλό παιδικό παιχνίδι «πέτρα–ψαλίδι–χαρτί».

Συνδυάζοντας τα μαθηματικά της θεωρίας παιγνίων, των γραφημάτων και των δυναμικών συστημάτων, οι ερευνητές ανέπτυξαν με βάση τις αρχές του παιχνιδιού ένα μαθηματικό μοντέλο το οποίο, όπως υποστηρίζουν, μπορεί να λύσει το μυστήριο της βιοποικιλότητας. Παράλληλα στη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύτηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences», υπογραμμίζουν ότι τα ευρήματά τους υποδεικνύουν ορισμένους εντελώς νέους κανόνες για την επιστήμη της Οικολογίας.

«Είναι αλήθεια ότι αν υπάρχουν δυο ανταγωνιστές και ο ένας είναι καλύτερος τελικά ο άλλος θα οδηγηθεί στην εξαφάνιση» εξηγεί στη σχετική ανακοίνωση ο Στέφανο Αλεσίνα, επίκουρος καθηγητής Οικολογίας και Εξέλιξης στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο ο οποίος συνυπογράφει τη μελέτη μαζί με τον Τζόναθαν Λιβάιν, καθηγητή Οικολογίας, Εξέλιξης και Θαλάσσιας Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στη Σάντα Μπάρμπαρα. «Αν όμως οι ανταγωνιστές είναι τρεις ή περισσότεροι, εφαρμόζοντας το μοντέλο του πέτρα-ψαλίδι-χαρτί μπορεί κανείς να αποδείξει ότι πολλά από αυτά τα είδη μπορούν να συνυπάρχουν για πάντα».

Ζήτημα παικτών

Το «κλειδί» του μοντέλου βρίσκεται στο πώς αντιμετωπίζει κανείς το παιχνίδι καθώς και στον αριθμό των «παικτών» που συμμετέχουν σε αυτό. Όπως τονίζουν οι ερευνητές το πέτρα-ψαλίδι-χαρτί είναι ένα παράδειγμα «αμετάβατης» σχέσης. Οι τρεις παίκτες _ η πέτρα, το ψαλίδι και το χαρτί _ δεν μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με βάση το ποιος είναι καλύτερος ή χειρότερος ενώ το ότι κάποιος είναι καλύτερος από τον έναν δεν σημαίνει απαραιτήτως ότι είναι καλύτερος και από τον άλλο.

Όταν ανταγωνίζονται ανά ζεύγη, ένας επικρατεί: η πέτρα κερδίζει το ψαλίδι, το ψαλίδι κερδίζει το χαρτί, το χαρτί κερδίζει την πέτρα. Όταν όμως και οι τρεις ανταγωνίζονται μεταξύ τους δεν υπάρχει ένας αδιαμφισβήτητος νικητής.

Αν και αυτό το μοντέλο ανταγωνισμού είχε παρατηρηθεί στη φύση στα βακτήρια και στις σαύρες σε ομάδες πληθυσμών που περιλάμβαναν τρία είδη, κανείς ως τώρα δεν το είχε αναγάγει σε μεγαλύτερη κλίμακα. «Κανείς δεν είχε εξετάσει, τι γίνεται όταν αντί για τρία είδη υπάρχουν 4.000. Κανείς δεν ήξερε πώς να το κάνει» λέει ο κ. Αλεσίνα. «Εμείς κατορθώσαμε να αναπτύξουμε το μαθηματικό πλαίσιο που δείχνει τι πρόκειται να συμβεί με οποιονδήποτε αριθμό παικτών».

Αγώνας επιβίωσης σε τουρνουά

Για να προσαρμόσουν το μοντέλο τους οι ερευνητές εισήγαγαν σε αυτό διάφορους «περιοριστικούς παράγοντες» οι οποίοι καθορίζουν την πιθανότητα επιτυχίας _ όπως δηλαδή συμβαίνει όταν μια ομάδα ειδών ανταγωνίζεται για την εξασφάλιση μιας πληθώρας πόρων.

Ετσι μετέτρεψαν τον ανταγωνισμό μεταξύ των ειδών σε ένα είδος τουρνουά του πέτρα-ψαλίδι-χαρτί, με πολλούς αγώνες μεταξύ πολλών παικτών _ θα μπορούσε να φανταστεί δηλαδή κανείς κάτι σαν πέτρα-ψαλίδι-χαρτί-μπαρούτι και ούτω καθεξής. Όσο οι περιοριστικοί παράγοντες αυξάνονται, τόσο περισσότερο αυξάνεται και η βιοποικιλότητα καθώς κάποιοι αδύναμοι παίκτες αποκλείονται αλλά οι άλλοι παραμένουν διαρκώς στο παιχνίδι διατηρώντας μια σταθερή ισορροπία.

Καθοριστικά τα σπάνια είδη

Το μοντέλο πέτρα-ψαλίδι-χαρτί αναδεικνύει, όπως υποστηρίζουν οι ειδικοί, νέες παραμέτρους που ενδέχεται να παίζουν ρόλο στη σταθερότητα των οικοσυστημάτων αλλά και τις δραματικές συνέπειες που μπορεί να έχει ο αποκλεισμός ενός μόνο παίκτη από το παιχνίδι _ δηλαδή η εξαφάνισή του.

«Το γεγονός ότι πολλά είδη συνυπάρχουν ίσως εξαρτάται από τα σπάνια είδη τα οποία έχουν από μόνα τους περισσότερες πιθανότητες να εξαφανιστούν. Αν αυτό ισχύει, τότε ίσως έχουν ρόλο-κλειδί γιατί αυτά μόνα τους εμποδίζουν το σύστημα να καταρρεύσει» τόνισε ο κ. Αλεσίνα ενώ ο κ. Λιβάιν συμπλήρωσε: «Αν παίζεις πέτρα-ψαλίδι-χαρτί και χάσεις την πέτρα τότε τελικά στο παιχνίδι θα μείνει μόνο το ψαλίδι».
πηγη: tovima

Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...