English
!

Доклады

Распознавание качественных характеристик эволюционно устойчивых стратегий поведения

Кузенков О.А., Кузенкова Г.В.

Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, Институт информационных технологий, математики и механики, Россия, 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина 23

Одной из задач современной биологии является исследование количественных и качественных характеристик ежедневных вертикальных миграций зоопланктона. Обнаруженное почти двести лет тому назад явление повторяющихся каждые сутки вертикальных перемещений водных организмов исследовался многими учеными как эмпирически, так и теоретически, но механизмы, формирующие особенности миграционного поведения остаются до конца не выясненными. Это обусловлено широким разнообразием таких миграций и сложностью построения соответствующих математических моделей. Целью данной работы является создание программного обеспечения для распознавания количественных и качественных характеристик эволюционно устойчивых стратегий ежедневных вертикальных миграций зоопланктона.

Методологической основой для решения поставленной задачи служит экстремальный принцип максимума функции приспособленности. Предполагается, что по истечении длительного времени эволюции в популяции реализуется только та стратегия поведения, которая обеспечивает ей наибольшую приспособленность. Функция приспособленности понимается как среднее временное значение коэффициента воспроизводства.

Была предложена математическая модель динамики численности популяции, и численный алгоритм расчета оптимальной стратегии методами вариационного исчисления, а также ее приближение синусоидой. Исходными данными для алгоритма служат данные об условиях окружающей среды: количестве пищи, влиянии хищника, распределении температуры в зависимости от глубины погружения и времени суток. Полученное численно решение анализируется на наличие важного качественного признака: осуществления выраженных вертикальных миграций на фоне случайных помех.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (Project No. 14.Y26.31.0022).

Литература

1. Morozov A.Y., Kuzenkov O.A. Towards developing a general framework for modelling vertical migration in zooplankton // Journal of Theoretical Biology. 2016. Т. 405. С. 17-28. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29464469

2. Kuzenkov O., Ryabova E. Variational principle for self-replicating systems // Mathematical Modelling of Natural Phenomena. 2015. Т. 10. № 2. С. 115-129. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=24021365

3. Kuzenkov O.A., Kuzenkova G.V. Optimal control of self-reproduction systems // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2012. Т. 51. № 4. С. 500-511. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=20496415

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533