Toolyard

محاكي عشائر المفترسات والفرائس

المعادلات في هذه المحاكاة

dR/dt = a R (1 − R ÷ K) − b R F، dF/dt = c b R F − d F
R, Fأعداد الأرانب والثعالب
aمعدل ولادة الأرانب a (ولادات لكل أرنب في اليوم)دون ثعالب تنمو الأرانب أسيًا، أو تستقر عند K
bمعدل الصيد: الأرانب الممسوكة لكل ثعلب لكل أرنب في اليومنجاح الصيد ÷ رقع الحقل البالغة 2,601، أي احتمال أن يشترك ثعلب وأرنب معين في رقعة في يوم معين
cولادات الثعالب لكل أرنب يؤكل c (المعادلات)
dمعدل موت الثعالب d (لكل ثعلب في اليوم، المعادلات)

بالقيم الحالية:

R* = d ÷ (c b), F* = a ÷ b
R*, F*أعداد الاتزانحيث تتوقف المجموعتان عن التغير؛ تدور الدورات حول هذه النقطة

بالقيم الحالية:

T ≈ 2π ÷ √(a d)
Tدور الدورات الصغيرةالدورات الأكبر تستغرق وقتًا أطول؛ الدور المقيس مأخوذ من قمم أعداد الأرانب

بالقيم الحالية:

V = c b R − d ln R + b F − a ln F
Vالكمية المحفوظة في معادلات لوتكا–فولتيراثابتة على طول كل دورة عندما K = 0، فتكون المدارات حلقات مغلقة؛ السعة الحاملة تجعلها تنخفض فتخبو الدورات

بالقيم الحالية:

كيف تستخدم محاكي المفترسات والفرائس

  1. مع «حيوانات في حقل، كل منها محاكى»، يتحرك كل أرنب وكل ثعلب بمفرده. تأكل الأرانب عشب رقعتها، الذي يستغرق وقتًا لينمو من جديد، وتتكاثر؛ وتمسك الثعالب الأرانب التي تصادفها وتموت جوعًا إن قضت وقتًا طويلًا دون طعام. شاهد كيف ترتفع الأعداد وتنخفض بالتناوب: أرانب أكثر تطعم ثعالب أكثر، والثعالب تأكل الأرانب ثم تجوع.
  2. الرسم مخطط طور للثعالب مقابل الأرانب: ترسم المحاكاة حلقات حول الاتزان، حيث يتقاطع الخطان الأزرق والبرتقالي. غيّر معدل ولادة الأرانب، أو نجاح الصيد، أو الغذاء الذي يحصل عليه الثعلب من أرنب، وتحقق إن كان النوعان يبقيان أو تنقرض الثعالب وتترك الأرانب مع العشب.
  3. انتقل إلى «معادلات لوتكا–فولتيرا» لتشغيل النموذج الكلاسيكي. دون سعة حاملة تتكرر دوراته إلى الأبد؛ وإن حددتها، تتخامد إلى حالة مستقرة. وتعطي النتائج أعداد الاتزان والدور، ويبين محاكي النمو البكتيري عشيرة واحدة تنمو بمفردها.

الأسئلة الشائعة

ما معادلات لوتكا-فولتيرا؟

معادلتان لمفترس وفريسته، كتبهما ألفريد لوتكا وفيتو فولتيرا في عشرينيات القرن العشرين: dR/dt = aR − bRF للفريسة وdF/dt = cbRF − dF للمفترسات. تنمو الفرائس أسيًا وتُفترس بالتناسب مع تكرار التقاء الاثنين؛ وتولد المفترسات بالتناسب مع ما تأكله وتموت بمعدل ثابت. حلولهما دورات لا تنتهي.

لماذا تبلغ المفترسات ذروتها بعد الفرائس؟

تحتاج الثعالب إلى الأرانب لتتكاثر، فلا يرتفع عددها إلا حين تكون الأرانب وفيرة بالفعل، ويستمر في الارتفاع ما دامت الأرانب شائعة. وبحلول ذلك تأكل أرانب أكثر مما يولد، فتنهار الأرانب وتموت الثعالب جوعًا بعد ذلك بقليل. وذروة المفترسات تتأخر ربع دورة عن ذروة الفرائس.

هل دورة الوشق والأرنب البري الأمريكي مثال على ذلك؟

إنها الأشهر: سجلات الفراء لشركة خليج هدسون تبين الوشق الكندي والأرنب البري الأمريكي يرتفعان وينخفضان كل عشر سنوات تقريبًا. ووجدت دراسات لاحقة أن دورة الأرانب البرية تعتمد أيضًا على غذائها وعلى الإجهاد، فالقصة الحقيقية أكثر من مفترس وفريسة.

لماذا تنقرض العشائر أحيانًا؟

في المعادلات يمكن لعشيرة أن تنكمش إلى كسر ضئيل ثم تتعافى، لكن الحيوانات الحقيقية تأتي بأعداد صحيحة. حين يبقى من الثعالب حفنة، قد تموت كلها بالصدفة، وحين تختفي الأرانب تموت الثعالب جوعًا. والعشائر الصغيرة المعزولة هي الأكثر عرضة للخطر.

تقول إن WebGL معطّل.

يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.

هل يُرفع أي شيء؟

لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.

مزيد من محاكاة الأحياء

مزيد من المحاكاة العلمية

محاكي حركة المقذوفاتمحاكي البندولمحاكي تجربة الشق المزدوجمحاكي المجال الكهربائيمحاكي المداراتمحاكي الكتلة والنابضمحاكي تشتت رذرفوردعارض تصادمات الجسيماتمحاكي الاضمحلال الإشعاعيمحاكي ذرة بورعارض الجزيئات ثلاثي الأبعادمحاكي الغاز المثاليمحاكي العدسات والمرايامحاكي الموجات الموقوفةمحاكي تأثير دوبلرمحاكي التصادمات والزخم الخطيمحاكي دوائر RC وRLمحاكي الجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسيمحاكي إشعاع الجسم الأسودمحاكي النسبية الخاصةمحاكي الانكسار والانعكاس الكلي الداخليمحاكي دوائر التوالي والتوازيمحاكي تدفق الموائع ومبدأ برنوليمحاكي الحث الكهرومغناطيسيمحاكي منحنيات المعايرةمحاكي سرعة التفاعل ونظرية التصادممحاكي الاتزان الكيميائي (لوشاتلييه)محاكي الخلايا الجلفانية والتحليل الكهربائيمحاكي منحنيات التسخين وتغيرات الطورالمدارات الذرية ثلاثية الأبعادمحاكي المحاليل المنظِّمةمحاكي الكروماتوغرافيامحاكي المطياف الضوئي وقانون بير-لامبرتالشبكات البلورية ثلاثية الأبعادمحاكي الفصول وطول النهارمحاكي الصفائح التكتونية والزلازلمحاكي أطوار القمر والمد والجزر والكسوفمحاكي الاحتباس الحراريمحاكي تطور النجوم ومخطط هرتزشبرونغ-راسلمحاكي لوح غالتونمحاكي متسلسلات فورييه

حاسبات وأدوات ذات صلة

الأدلة