Теория игр объясняет многообразие видов на Земле

Одной из основных загадок для ученых, интересующихся формированием флоры и фауны регионов, является объяснение, как сотни и тысячи видов сосуществуют на территории с весьма ограниченными ресурсами.

Теория, казалось бы, настаивает на том, что количество видов должно быть равно количеству доступных ресурсов (выживает тот вид, который обладает качествами, позволяющими ему поглощать ресурс в больших количествах, чем конкуренты, что неизбежно приведет к вымиранию более слабых).

Нагляднее всего этот парадокс иллюстрирует планктон. В открытом океане существует 10 ресурсов, поддерживающих его существование: свет, азот, углерод, фосфор, железо и т.д. Но науке известно сотни видов планктона, которые прекрасно сосуществуют, не вытесняя друг друга.

В Португалии предложили неожиданное решение данного биоразнообразия. Источником вдохновения стала математическая модель из Теории игр, так называемая Модель агрессии. Понять ее можно на примере сосуществования ястреба и голубя.

Ястребы кровожадны и всегда готовы сражаться Голуби – это тихие, склонные разделять ресурсы с другими существа, которые в случае опасности спасаются бегством. Именно теория игр дает объяснение, что ни те ни другие не получат доминирующего превосходства, а будут жить параллельно. При этом теория игр показывает экспоненциальный рост числа видов, которые могут выжить при росте количества ресурсов. Согласно комбинаторике, на одном ресурсе прекрасно уживаются два вида, на двух ресурсах – четыре вида, на 4-х – 16, на 10 – более 1000 видов.

При этом в модель прекрасно вписывается численное неравенство видов и используемых ими ресурсов. Этому же закону подчиняется распределение доходов среди членов человеческого общества: немногочисленные богатые владеют непропорционально большим количеством богатств.

Предложенная модель прекрасно показывает развитие фауны вокруг нас, но она же может использоваться для прогнозов по вымиранию видов из-за ухудшения экологии.

Источник: Phys.org