science >> Wetenschap >  >> Fysica

De K-kern als voorspeller van structurele ineenstorting in mutualistische ecosystemen

Krediet:City College van New York

Een netwerkstatistiek genaamd de K-core zou structurele ineenstorting van mutualistische ecosystemen kunnen voorspellen. volgens onderzoek door natuurkundigen van The City College of New York. De K-kern lijkt in staat te voorspellen welke soort het eerst met uitsterven wordt bedreigd, door wereldwijde schokken zoals klimaatverandering, en wanneer een ecosysteem zou kunnen instorten als gevolg van externe krachten.

Onder leiding van Flaviano Morone en Hernán A. Makse, de natuurkundigen van CCNY's Division of Science gebruikten de modernste netwerktheorie om het kantelpunt van een ecosysteem te voorspellen onder zware externe schokken zoals een wereldwijde temperatuurstijging. Ze stelden vast dat een netwerkstatistiek, de K-kern van het netwerk genaamd, het angstaanjagende kantelpunt van het klimaat Armageddon kan voorspellen.

Het idee is van toepassing op elk netwerk - van soorten die op elkaar inwerken in ecosystemen, zoals plantenbestuivers of roofdier-prooien - naar financiële markten waar makelaars in een financieel netwerk samenwerken om de prijzen van aandelen en producten te bepalen.

In al deze netwerken ontstaat een hiërarchische structuur:elke soort in het ecosysteem behoort tot een bepaalde schil in het netwerk:de zogenaamde K-schillen. In de periferie van het netwerk wonen de commensalisten. Dit zijn soorten die vooral profiteren van de kern van het netwerk maar niets teruggeven (niet te verwarren met parasieten die profiteren van maar tegelijkertijd schade toebrengen aan de netwerkkern).

"Verbazingwekkend, deze perifere schelpen zijn zeer bevolkt, inderdaad, er zijn veel commensalistische soorten in de meeste ecosystemen en markten, " merkte Makse op. "Er wordt voorspeld dat deze soorten eerst zullen uitsterven en veel voordat het hele ecosysteem instort."

Gelukkig, de CCNY-theorie geeft vroege waarschuwingssignalen die kunnen worden gevolgd om deze ineenstorting ruim van tevoren te voorspellen. Inderdaad, het bewaken van de gezondheid van de vitale innerlijke K-kern van het netwerk is de duidelijke marker om te anticiperen op de ineenstorting van het ecosysteem.

"De theorie heeft enorme implicaties voor niet alleen het monitoren van de gezondheid van ecosystemen, maar ook voor financiële markten, ' zei Makse.

De studie, wiens andere co-auteur onderzoeksmedewerker Gino Del Ferraro is, verschijnt in het huidige nummer van Natuurfysica .