Lévy uçuş arama hipotezi - Lévy flight foraging hypothesis

Lévy uçuş arama hipotezi bir hipotez sahasında Biyoloji bu şu şekilde ifade edilebilir:

Dan beri Lévy uçuşlar yürüyüşler arama verimliliğini optimize edebilir, bu nedenle doğal seçilim Lévy uçuş arama için uyarlamalara yol açmış olmalıdır.[1]

Arka fon

Hayvanların hareketi birçok yönden çok benzer. Bir sıvıda rastgele toz partikülleri yürüyüşü.[2] Bu benzerlik, hayvanların Brown hareketine benzetme yoluyla nasıl hareket ettiğini anlamaya çalışmakla ilgilenmeye yol açtı. Bu geleneksel bilgelik 1990'ların başına kadar sürdü. Bununla birlikte, 1980'lerin sonlarından başlayarak, teorik tahminlere uymayan kanıtlar birikmeye başladı.[2]

1999'da, mülklerinin teorik bir araştırması Lévy uçuşlar uçuş sürelerinin veya mesafelerinin ters kare dağılımının belirli koşullar altında arama verimliliğini optimize edebileceğini gösterdi.[3] Spesifik olarak, bir Lévy uçuş yolunu takip eden sabit bir hız aramasından oluşan bir Lévy yürüyüşüne dayalı bir arama, hafızanın yokluğunda seyrek ve rastgele dağıtılmış yeniden gözden geçirilebilir hedefleri aramak için idealdir. Gandhimohan M. Viswanathan, Sergey V. Buldyrev, Marcos Gomes E. da Luz, Shlomo Havlin, Ernesto P.Raposo ve H. Eugene Stanley'den oluşan araştırma ekibi, bu sonuçları 1999'da dergide yayınladı. Doğa.

Lévy'nin uçuş arama gerçekliği hakkında bazı tartışmalar oldu. İlk çalışmalar küçük bir hareket aralığı ile sınırlıydı ve bu nedenle hareket tipi kesin olarak belirlenemedi; ve 2007'de, böyle bir stratejinin ilk ampirik örneği olan, dolaşan albatroslar üzerine yapılan bir çalışmada kusurlar bulundu.[4]Bununla birlikte, Lévy'nin uçuş arama hipotezini destekleyen birçok yeni çalışma vardır.[5][6][7][8]

Son çalışmalar daha yeni istatistiksel yöntemler kullanıyor[9] ve daha uzun hareket yollarını gösteren daha büyük veri kümeleri.[10] 2012 ve 2013'te yayınlanan araştırmalar, gezgin albatros yiyecek arama yollarını yeniden analiz etti ve Lévy uçuş arama hipotezinin tahminleriyle tutarlı, kesilmiş Lévy uçuşları ve Brownian yürüyüşleri için güçlü destek sağladı.[11][12]

Referanslar

  1. ^ Viswanathan, G.M .; Raposo, E.P .; da Luz, M.G.E. (Eylül 2008). "Biyolojik karşılaşmalar ve rastgele aramalar bağlamında Lévy uçuşları ve süper difüzyon". Physics of Life Yorumları. 5 (3): 133–150. Bibcode:2008PhLRv ... 5..133V. doi:10.1016 / j.plrev.2008.03.002.
  2. ^ a b Buchanan, Mark (5 Haziran 2008). "Ekolojik modelleme: Hayvan doğasının matematiksel aynası". Doğa. Springer Nature. 453 (7196): 714–716. doi:10.1038 / 453714a. ISSN  0028-0836. PMID  18528368.
  3. ^ Viswanathan, G. M .; Buldyrev, Sergey V .; Havlin, Shlomo; da Luz, M. G. E .; Raposo, E. P .; et al. (1999). "Rastgele aramaların başarısını optimize etme". Doğa. Springer Nature. 401 (6756): 911–914. Bibcode:1999Natur.401..911V. doi:10.1038/44831. ISSN  0028-0836. PMID  10553906.
  4. ^ Edwards, Andrew M .; Phillips, Richard A .; Watkins, Nicholas W .; Freeman, Mervyn P .; Murphy, Eugene J .; et al. (25 Ekim 2007). "Gezici albatroslar, bombus arıları ve geyiklerin Lévy uçuş arama modellerini yeniden gözden geçirme" (PDF). Doğa. Springer Nature. 449 (7165): 1044–1048. Bibcode:2007Natur.449.1044E. doi:10.1038 / nature06199. ISSN  0028-0836. PMID  17960243.
  5. ^ Sims, David W.; Southall, Emily J .; Humphries, Nicolas E .; Hays, Graeme C .; Bradshaw, Corey J. A .; et al. (2008). "Deniz avcısı arama davranışının ölçeklendirme yasaları". Doğa. Springer Nature. 451 (7182): 1098–1102. Bibcode:2008Natur.451.1098S. doi:10.1038 / nature06518. ISSN  0028-0836. PMID  18305542.
  6. ^ Humphries, Nicolas E .; Queiroz, Nuno; Dyer, Jennifer R. M .; Pade, Nicolas G .; Musyl, Michael K .; et al. (2010). "Çevresel bağlam, deniz avcılarının Lévy ve Brownian hareket modellerini açıklıyor" (PDF). Doğa. Springer Nature. 465 (7301): 1066–1069. Bibcode:2010Natur.465.1066H. doi:10.1038 / nature09116. ISSN  0028-0836. PMID  20531470.
  7. ^ Raichlen, D. A .; Wood, B. M .; Gordon, A. D .; Mabulla, A. Z. P .; Marlowe, F. W .; et al. (23 Aralık 2013). "Levy'nin insan avcı-toplayıcılarında yiyecek arama düzenlerinin kanıtı". Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. 111 (2): 728–733. Bibcode:2014PNAS..111..728R. doi:10.1073 / pnas.1318616111. ISSN  0027-8424. PMC  3896191. PMID  24367098.
  8. ^ Sims, D. W.; Reynolds, A. M .; Humphries, N.E .; Southall, E. J .; Wearmouth, V. J .; et al. (14 Temmuz 2014). "İz fosillerinde hiyerarşik rastgele gezinme ve optimal arama davranışının kökeni". Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. 111 (30): 11073–11078. Bibcode:2014PNAS..11111073S. doi:10.1073 / pnas.1405966111. ISSN  0027-8424. PMC  4121825. PMID  25024221.
  9. ^ Clauset, Aaron; Shalizi, Cosma Rohilla; Newman, M.E. J. (4 Kasım 2009). "Ampirik Verilerdeki Kuvvet Yasası Dağılımları". SIAM İncelemesi. 51 (4): 661–703. arXiv:0706.1062. Bibcode:2009SIAMR..51..661C. doi:10.1137/070710111. ISSN  0036-1445.
  10. ^ Sims, David W.; Humphries, Nicolas E .; Bradford, Russell W .; Bruce, Barry D. (17 Ekim 2011). "Serbest dolaşan bir avcının Lévy uçuşu ve Brownian arama modelleri, farklı av alanı özelliklerini yansıtır". Hayvan Ekolojisi Dergisi. Wiley. 81 (2): 432–442. doi:10.1111 / j.1365-2656.2011.01914.x. ISSN  0021-8790. PMID  22004140.
  11. ^ Humphries, N.E .; Weimerskirch, H .; Queiroz, N .; Southall, E. J .; Sims, D. W. (23 Nisan 2012). "Biyolojik Toplama uçuşlarının toplayıcı başarısı yerinde kaydedildi". Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. 109 (19): 7169–7174. Bibcode:2012PNAS..109.7169H. doi:10.1073 / pnas.1121201109. ISSN  0027-8424. PMC  3358854. PMID  22529349.
  12. ^ Humphries, Nicolas E .; Weimerskirch, Henri; Sims, David W. (2013). Freckleton, Robert (ed.). "Rastgele yürüyüş modellemesiyle ilgili organizma hareket verilerindeki dönüşlerin ve adımların objektif tanımlanması için yeni bir yaklaşım" (PDF). Ekoloji ve Evrimde Yöntemler. Wiley: 480–490. doi:10.1111 / 2041-210x.12096. ISSN  2041-210X.

daha fazla okuma

  • Viswanathan, Gandhimohan. M .; Luz, Marcos G. E. da; Raposo, Ernesto P .; Stanley, H. Eugene (2011). Toplayıcılık Fiziği: Rastgele Aramalara ve Biyolojik Karşılaşmalara Giriş. Cambridge University Press. ISBN  9781139497558.
  • Kagan, Eugene; Ben-Gal, Irad (2015). Arama ve yiyecek arama: bireysel hareket ve sürü dinamikleri. CRC Basın. ISBN  9781482242102.
  • Reynolds, Andy (Eylül 2015). "Lévy yürüyüş araştırmasını optimal yiyecek arama prangalarından kurtarmak". Physics of Life Yorumları. 14: 59–83. doi:10.1016 / j.plrev.2015.03.002. PMID  25835600.