Dynamik von Phytoplanktonpopulationen fern vom Gleichgewicht: Chemostatversuche und mathematische Modellierung

远离平衡的浮游植物种群动态：恒化器实验和数学模型

• 批准号: 33134888
• 负责人: Professorin Dr. Ursula Gaedke, since 11/2006
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/33134888?language=en
• 关键词: Dynamik; von; Phytoplanktonpopulationen; fern; vom

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt dient dem Gewinn grundlegender, neuer Erkenntnisse über die zeitliche Dynamik einer nährstofflimitierten Population in Wechselwirkung mit einer variablen Umwelt. Dazu werden populationsdynamische Experimente in Chemostaten mit Phytoplanktonkulturen durchgeführt und die Reaktion des Systems auf bestimmte Anfangsbedingungen, externes Rauschen und periodisches äußeres Treiben bestimmt. Die Experimente werden durch nichtlineare Datenanalyse, mathematische Modellierung und Computersimulation begleitet. Der neue Ansatz des Projektes besteht in der intensiven Interaktion zwischen Experiment und Datenanalyse und in der genauen zeitlichen Messung der entstehenden Dynamiken. Der bereits etablierte experimentelle Aufbau erlaubt eine quasikontinuierliche nichtinvasive Messung der Dynamik der Phytoplanktondichte. Dies ermöglicht eine bisher unerreichte Genauigkeit bei der Überprüfung von theoretischen Ansätzen und Modelldynamiken mit der experimentellen Realität. Außerdem kann die Population mittels einer computergesteuerten zeitlich veränderlichen Durchflussrate gezielt aus dem Gleichgewicht ausgelenkt werden, um somit theoretische Konzepte zum Verhalten einer Population unter Nichtgleichgewichtssituationen mit einem realen, biologischen System zu vergleichen. Diese Erkenntnisse sollen für praktische Anwendungen ausgenutzt werden. Insbesondere können an diesem System verschiedene Methoden der Systemsteuerung direkt überprüft werden, indem die Durchflussrate (beispielsweise mit Hilfe von zeitverzögerter Rückkopplung) in Abhängigkeit von der gemessenen Dichte verändert wird. Die gleichzeitige Messung mehrerer Chemostaten erlaubt eine erstmalige experimentelle Untersuchung von rauschinduzierter Synchronisierung (Moran-Effekt). Die Kombination von Theorie und Laborversuchen ermöglicht es, grundlegende mathematische Formulierungen zur Beschreibung von Populationsdynamik mit den entstehenden Mustern in Experimenten mit lebenden Kulturen direkt zu vergleichen mit dem Ziel entscheidende Kausalfaktoren zu identifizieren.

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt dient dem Gewinn grundlegender，neuer Erkenntnisse über die zeitliche Dynamik einer nährstofflimitierten Population in Wechselechtung mit einer variablen Umwelt.大足韦尔登种群动态实验是通过植物培养和系统反应的方法进行的。通过非线性数据分析、数学建模和计算机模拟进行韦尔登。项目的新进展在于加强实验和数据分析的相互作用，并在一般的动态测量中取得进展。Der bereits etablierte experimentelle Aufbau erlaubt eine quasikontinuierliche nichtinvasive Messung der Dynamik der Phytoplanktondicte. Dies ermöglicht eine bisher unerreichte Genauigkeit bei der Überprüfung von theoretischen Ansätzen und Modelldynamiken mit der experimentellen Realität.因此，人口可以通过一个计算机来测量时间，从韦尔登的地理环境中计算出人口的变化，这是一个理论上的概念，可以通过一个真实的生物系统来测量一个非地理环境下的人口。这是一个实用的解决方案，可以让韦尔登使用。Insbesondere können an diesem System verzedene Methoden der Systemsteuerung direkt überprüft韦尔登，indem die Durchflussrate（beispielsweise mit Hilfe von zeitverzögerter Rückkopplung）in Abhängigkeit von der gemessenen Dichte verändert wird.化学统计学家在实验中发现了一种同步性（Moran-Effekt）的实验。理论与实践的结合是人口动态研究的基础数学公式，它是在实验中通过对生活文化的直接研究，并通过对各种因素的识别来实现的。