Доклад : Теория оптимального фуражирования 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Биология


Теория оптимального фуражирования




Теория оптимального фуражирования

Выбор хищником жертвы зависит от того, сколько времени занимает поиск добычи, и от того, сколько времени требуется, чтобы поймать и употребить ее в пищу.

Иногда чистая математика переплетается с явлениями реального мира довольно неожиданным образом. Теория оптимального фуражирования, которую разработали Роберт Макартур (см. Теория равновесия Макартура—Уилсона) и Эрик Пианка в 1966 году, — типичный тому пример. Многие животные на самом деле могут употреблять в пищу гораздо больше разнообразных видов добычи, чем они реально употребляют. Тогда каковы принципы, которыми руководствуются животные при выборе добычи? С такого рода проблемами имеет дело раздел математики под названием теория игр.

Для начала надо сказать, что каждый тип добычи может обеспечить хищника определенным количеством энергии — назовем ее E. Чтобы получить эту энергию, хищник должен потратить какое-то время на выполнение двух задач: он должен сначала найти добычу, а затем поймать и съесть ее — экологи называют это временем обработки добычи. Скорость потребления энергии хищником будет равна энергии E, деленной на сумму времени поиска и обработки добычи. Согласно теории оптимального фуражирования, поведение животных будет развиваться в направлении выработки такой стратегии, которая обеспечит самую высокую скорость потребления энергии.

Из этого положения вытекает несколько выводов. В частности, если на поиск и обработку нового вида добычи животное затрачивает больше энергии, чем на поиск и обработку добычи, уже существующей в его рационе, животное ограничит разнообразие своей диеты. Вот почему животные имеют узкий рацион питания.

Теория также предсказывает, как будут вести себя животные в определенных ситуациях. Например, время поиска может быть долгим, а время обработки коротким — представьте себе птицу, скачущую вокруг дерева в поисках насекомых, или медведя, бредущего по лесу и переворачивающего стволы деревьев в поисках муравьев. Как только добыча найдена, на ее потребление уйдет совсем небольшая часть общего затраченного времени — основное время ушло на поиск. Животные в такой ситуации становятся универсалами, потребляя в пищу самую разнообразную добычу.

Если же, наоборот, время поиска мало, а время обработки велико, можно ожидать различные типы поведения. Например, лев на равнинах африканского национального парка Серенгети живет в пределах прямой видимости антилопьих стад, так что его время поиска добычи практически равно нулю, однако поимка антилопы может потребовать значительных затрат времени и энергии. В этом случае выбор добычи будет узким. Лев будет нападать на старых, хромых или совсем молодых животных, чтобы свести к минимуму время обработки.

Животные могут быть вынуждены отказаться от своей стратегии оптимального фуражирования. Для тех, кто не находится наверху пищевой цепи, существует постоянная угроза со стороны хищников. Перед лицом этой угрозы животное скорее перейдет на менее энергетическую пищу в безопасном месте, нежели будет следовать тому, что в отсутствие хищников было бы для него стратегией оптимального фуражирования. В противном случае оно может закончить свою жизнь в качестве E в чьем-то еще уравнении.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru/

Похожие работы:

  • История развития теории оптимального приема многопозиционных сигналов

    Реферат >> История техники
    История развития теории оптимального приема многопозиционных сигналов М. А. ... был наведен мост между теорией оптимального приема и теорией информации. Эта статья ... утверждать, что именно в области теории оптимального приема М-сигналов были получены наиболее ...
  • Теория игр

    Реферат >> Математика
    ... 2.) Для биматричных игр также разработана теория оптимального поведения игроков, однако решать такие ... стратегии оптимальны и в G1. Таким образом, стратегия Х = (, 0,, 0) является оптимальной стратегией игрока 1, стратегия Y = (0,,, 0) – оптимальной ...
  • Теория принятия решений

    Учебное пособие >> Менеджмент
    ... принять оптимальное решение. Это и является предметом изучаемого курса "Теория ... изучены и для них разработана теория оптимального поведения игроков. Однако в ... В результате получили однозначный ответ: оптимальной является альтернатива А1 . 5.4 ...
  • Теория организации и системный анализ

    Реферат >> Теория организации
    ... Кендалл М., Стьюарт А. Оптимальные статистические решения Де Гроот М. Теория статистических выводов Закс ... планирование эксперимента Финни Д. Теория эксперимента Налимов В.В. Теория оптимального эксперимента Федоров В.В. Теория инженерного эксперимента Шенк ...
  • Теория размещения городов

    Реферат >> География
    ... примером «чистой» теории является выявление оптимального размещения производственных фирм ... Хотеллинга: обоснование правила оптимального поведения конкурирующих производителей ( ... В ней была изложена теория оптимального размещения городов, призванная улучшить ...
  • Оптимальные методы в совершенствовании планирования и управления производством

    Контрольная работа >> Экономико-математическое моделирование
    ... , реализующей объективный критерий оптимальности своего развития, теория оптимального функционирования экономики исследует в ... обеспечения системы оптимального функционирования экономики. На основе теории оптимального функционирования экономики ...
  • Теории Мальтуса и Канторовича

    Реферат >> История
    ... в виде так называемой теории оптимальной численности населения: если население ... которой численность населения оптимальна. Иначе говоря, оптимальна та численность населения, ... Ч. Купмансу «за вклад в теорию оптимального распределения ресурсов». В своей речи ...
  • Теория механизмов и машин для инженеров

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... методов принятия и реализации оптимальных решений. Подробное изучение методов ... связаны обычно с поиском оптимальных вариантов Нахождение оптимальных вариантов и, чаще, областей ... эти вариант, требует развития теории оптимального синтеза механизмов. Решение ...
  • Основы теории систем и системный анализ

    Курсовая работа >> Математика
    ... Кендалл М., Стьюарт А. Оптимальные статистические решения Де Гроот М. Теория статистических выводов Закс ... планирование эксперимента Финни Д. Теория эксперимента Налимов В.В. Теория оптимального эксперимента Федоров В.В. Теория инженерного эксперимента Шенк ...