포식자와 피식자 개체군 시뮬레이터

포식자-피식자 시뮬레이터 사용법

1. 들판의 동물, 한 마리씩 시뮬레이션에서는 토끼와 여우가 한 마리씩 스스로 움직입니다. 토끼는 자기 칸의 풀을 먹고 (풀은 다시 자라는 데 시간이 걸립니다) 새끼를 낳습니다. 여우는 마주친 토끼를 잡고, 너무 오래 먹지 못하면 굶어 죽습니다. 수가 번갈아 오르내리는 모습을 보세요. 토끼가 많아지면 여우가 늘고, 여우가 토끼를 먹어 치운 뒤 굶주립니다.
2. 그래프는 토끼 수에 대한 여우 수의 위상 그림입니다. 시뮬레이션은 파란 선과 주황 선이 만나는 평형점 둘레에 고리를 그립니다. 토끼 출생률, 사냥 성공률, 토끼 한 마리에서 여우가 얻는 먹이를 바꿔 보고, 두 종이 모두 살아남는지, 아니면 여우가 멸종해 토끼와 풀만 남는지 확인해 보세요.
3. 로트카–볼테라 방정식으로 바꾸면 고전적인 모형을 돌릴 수 있습니다. 환경 수용력이 없으면 주기가 끝없이 반복되고, 설정하면 주기가 잦아들어 정상 상태에 이릅니다. 결과에는 평형 개체 수와 주기가 표시되며, 세균 성장 시뮬레이터에서는 개체군 하나가 홀로 자라는 모습을 볼 수 있습니다.

자주 묻는 질문

로트카–볼테라 방정식이란 무엇인가요?

포식자와 피식자에 대한 두 방정식으로, 1920년대에 앨프리드 로트카와 비토 볼테라가 썼습니다. 피식자는 dR/dt = aR − bRF, 포식자는 dF/dt = cbRF − dF입니다. 피식자는 지수적으로 늘고 둘이 만나는 빈도에 비례해 잡아먹히며, 포식자는 먹은 양에 비례해 태어나고 일정한 비율로 죽습니다. 해는 끝없는 주기입니다.

포식자의 정점이 피식자의 정점보다 늦는 이유는 무엇인가요?

여우가 새끼를 낳으려면 토끼가 필요하므로, 토끼가 충분히 많아진 뒤에야 여우가 늘기 시작하고 토끼가 흔한 동안 계속 늘어납니다. 그때쯤 여우는 태어나는 토끼보다 많이 먹어 토끼가 급감하고, 조금 뒤 여우가 굶주립니다. 포식자의 정점은 피식자의 정점보다 약 4분의 1 주기 늦습니다.

스라소니와 눈신토끼의 주기가 그 예인가요?

가장 유명한 예입니다. 허드슨 베이 컴퍼니의 모피 기록을 보면 캐나다스라소니와 눈신토끼가 약 10년마다 늘었다 줄었다 합니다. 이후 연구에서 눈신토끼의 주기는 먹이와 스트레스의 영향도 받는다는 사실이 밝혀져, 실제로는 포식자와 피식자만의 이야기가 아닙니다.

개체군이 때때로 멸종하는 이유는 무엇인가요?

방정식에서는 개체 수가 아주 작은 값까지 줄었다가 회복할 수 있지만, 실제 동물은 정수로만 존재합니다. 여우가 몇 마리만 남으면 우연히 모두 죽을 수 있고, 토끼가 사라지면 여우는 굶어 죽을 수밖에 없습니다. 작고 고립된 개체군일수록 위험합니다.

WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.

3D 화면에는 WebGL이 필요하며, 최신 브라우저는 모두 지원합니다. 브라우저 설정에서 하드웨어 가속이 꺼져 있거나 그래픽 드라이버가 매우 오래되면 비활성화될 수 있습니다. 하드웨어 가속을 켜거나 다른 브라우저를 사용해 보세요.

무언가 업로드되나요?

아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.