Как стать автором
Обновить

Комментарии 120

почему в смешанном лесу виды деревьев остаются смешанными
звучит как вопрос теории графов
Я, открывая статью, надеялся почитать про структуры данных ))

Жалко только, что борщевик эту статью не читал, захватил уже Полподмосковья и останавливаться не желает. Тем более некоторые экземпляры скоро можно будет приравнять к деревьям.

Ему в этом очень помогли люди.

Не только борщевик. Почитайте про клён ясенелистный. Вообще есть Чёрная книга (в противовес Красной), в которую вносят инвазионные виды, угрожающие биоразнообразию.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Тверская область — в мировых лидерах! Дело-то нужное.

Но он и леса не замещает)
Почему деревья такие высокие? Почему они не становятся выше? Почему их листья имеют такое разнообразие форм и размеров? Почему деревья являются деревьями (в том смысле, который используется в теории графов), а не имеют какую-то другую структуру?

Потому, что «деревья» — это проявление некого имплицитного порядка вещей (устройства природы). Этот «порядок вещей» просто кричит нам видом деревьев, листьев, фрактальной структурой папоротника, формой снежинок и даже пропорциями человеческого тела.

почему в смешанном лесу виды деревьев остаются смешанными?

Очевидно потому, что на это влияет огромное количество факторов, таких, как ТТХ самих деревьев, свойства окружающей среды, случайные факторы, например механизмы разноса семян и т. д.

Спасибо, Капитан Очевидность. Вот только вопрос-то заключался в том, как именно работает этот самый "имплицитный порядок вещей", и как именно ТТХ деревьев приводят к смешанному лесу.

Деревья — именно деревья, потому что нужна нижняя часть, покрытая корой, для защиты от насекомых. Покрытие корой диктует выгоду единого ствола (расход на кору наименьший). Отсюда и дальше действительно всё математично (точнее, физично), в силу того, что поступать иначе — расходовать лишнюю энергию. Каково будет ограничение по, скажем, высоте — определяется вполне случайным образом исходной генетикой и возможностями, к примеру, древесины по прочности (или капиллярно-транспортным свойствам).
Кстати, появление белой плесени привело к тому, что избыток коры стал вредить, кора стала тоньше — и появилась трава (да, она эволюционно намного моложе дерева). В каменноугольную эпоху, когда этой плесени ещё не было, коры было (по относительной доле лигнина) больше нынешнего в два-три раза.
и появилась трава (да, она эволюционно намного моложе дерева)


Простите, я не большой специалист, но разве хвощи не трава?
Насколько я помню они появились раньше деревьев.
На самом деле это ортоганальные понятия, если быть совсем точным. Трава/дерево — это форма, а папоротниковые, всякие семенные и тд это отделы.
трава — это, всё-таки, цветковые растения, о них речь. Хвощи и папоротники — постарше всех цветковых, это верно. Отсутствие у них защиты лигнином и привело (в числе прочих причин) к преобладанию цветковых.
Вот только вопрос-то заключался в том, как именно работает этот самый «имплицитный порядок вещей»

Об устройстве этого скрытого порядка пыталось донести до народа множество величайших умов. Если вам действительно интересно разобраться в этом вопросе, то начать рекомендую с Пифагора, который ещё две с лишним тысячи лет назад говорил о связи математики, музыки (пропорций) и геометрии окружающего мира.

Было бы лучше, если бы вы сослались на Пифагора в первом же комментарии, вместо упоминания "имплицитного порядка вещей".


Да, по поводу Пифагора — умом он мог быть сколько угодно величайшим, но его представления о мире за прошедшие тысячелетия несколько устарели.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Этот «порядок вещей» просто кричит нам видом деревьев, листьев, фрактальной структурой папоротника, формой снежинок и даже пропорциями человеческого тела.

А что именно он кричит?

Второе начало термодинамики, знамо дело.
А что именно он кричит?

Он кричит о своём (объективном) существовании. И ненавязчиво намекает, что, раз уж он объективно существует, то неплохо было бы разобраться в его устройстве.
> Он кричит о своём (объективном) существовании
Солипсисты не согласятся с вами по поводу слова в скобочках.
Интересно, что заставляет людей генерировать такие пафосные и бессмысленные комменты?
Интересно, что заставляет людей генерировать такие пафосные и бессмысленные комменты?

Очевидно, имплицитный порядок вещей (устройство природы).
У деревьев ещё и «корневой интернет» есть — они через корневую систему передают друг другу сигнальные и питательные вещества. Например, если к группе деревьев подойдёт травоядное и начнёт жрать листья с одного дерева — остальные деревья группы быстро начнут гнать в свои листья вещества, делающие вкус отвратительным. Также деревья подкармливают друг друга, если кому-то не хватает питательных веществ.

Так что не всё так просто.

Можете дать ссылку на источник данных о таком поведении деревьев, пожалуйста?

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Я подразумевал как раз научные работы :) В этих «статьях» даже ни одной ссылки ни на одну научную работу нет, только голословное «учёные доказали». Извините, но это никак не может служить достоверным источником информации.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Спасибо :)
Так Аватар же. :)
Это отсюда инфа: www.amazon.com/dp/B01C9116AK/ref=as_li_ss_tl?_encoding=UTF8&btkr=1&linkCode=ll1&tag=smithsonianco-20&linkId=098b612072a16b39aaa65d1c6646d7d9

(чуть не осатанел пока искал откуда это)

Также корневые системы издают звуки частотой 220 Гц и таким образом деревья предупреждают друг друга о болезнях и опасности: www.smithsonianmag.com/science-nature/the-whispering-trees-180968084

Уже четвёртый раз слышу про эту книгу, вероятно, стоит обратить на неё внимание :) Спасибо.

фигня такое моделирование, среда всегда изменчива, температура, влажность, обводненность и засуха, минеральные элементы принесенные подземными водами, стая саранчи, короеды и прочее и прочее
шикарный пример был про связь вылова лосося в море и здоровьем влажных лесов в горах.
Нет лосося — нет его нереста в верховьях — медведи не едят лосося — их помёт не удобряет почву азотом — тот азот, что есть, вымывается водой (леса-то влажные) — лес болеет. Сократили вылов — леса поздоровели. Природные связи затейливы…
сократили вылов и от нечего делать пошли на медведя
Ну да, не всё же медведю лососем перебиваться…
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Природные связи затейливы…

Невероятно затейливы.
Влажные леса, находящиеся в экваториальном поясе, удобряются медведями с Камчатки и Аляски!
))

Влажные леса бывают тропические… а бывают и холодные, на севере США и в Канаде.
Конечно, увлажняются слегка по-другому — не ливнями, а мощными туманами. Но суммарное количество конденсирующейся воды — изрядно.

Хмм… Не знал что лосось нерестится в Скалистых горах. А как он туда попадает?


P.S.
Влажные леса Северной Америки находятся именно там.

Спасибо. Вчера пытался найти подобную карту, но не смог)
Но всё же изначальный посыл, о большой роли медведей в удобрении почвы, считаю, мягко говоря, надуманным. Всё же они не стадами пасутся.

Медведи отъедаются рыбой на год и просто увеличивают площадь распространения удобрений. Рыба идёт валом и удобряет собой верховья рек, не спрашивая разрешений, ибо после икрометания дохнет. И кормит, в том числе, и собственной потомство через удобрение подводных растений и прочей живности.

Медведи во время нереста лосося не шатаются по лесам, так как в этом нет необходимости, всё время "тусуются" у рек, где и удобряют. А потом ложатся в спячку.
Каким образом они увеличивают площадь распространения? И сколько же надо медведей чтобы лесу был прок от медвежьих удобрений, один на квадратный километр? Деревья, кустарники трава. Надо поболее чем один медведь.

Медведь, даже очень голодный, не может есть круглосуточно, ему отдых нужен, и от десерта в виде ягод он не откажется. И спит он не в воде, а в более подходящем месте. Удобряет не там где спит, но тоже не в воде.
Удобряет не там где спит, но тоже не в воде.

Отвечу в вашем стиле.
Медведи не ходят специально удобрять лес за сотни километров от рек.
Всё это происходит рядом.
А главное, медведь не испражняются по тонне в день, чтобы хватало на 50-100 квадратных километров занимаемой им территории.

За сотни километров и не нужно.
Bedal описал явление, имеющее место быть.

Если пруфов на исследования нет, а только слова, то конечно имеет место. Или если влажные леса всего пару километров от рек, то тогда да.
Тут не поспоришь))

пруфы найти можно, причём доказательные. Доходило до анализа изотопного состава азота в лесах. Подтверждается, что этот азот — именно морской, и распределение его от ручьёв в глубину леса — тоже.
медведь — одно, не последнее, звено в цепочке. Прикопанную (присыпанную калом) кучу на берегу растаскивают, испражнения питают растительность, которую едят и потом испражняются подальше.
Это же не процесс в месяц путины длиной.
Прикапывают самки с детёнышами, чтобы не привлекать других медведей и волков. А самцу скрывать нечего, напротив, он территорию метит.
«Куча» в данном случае — куча выловленной, но не съеденной рыбы. Медведь покрывает кучу своими испражнениями. Отбивает запах, в том числе. А позже, через время, доедает рыбёшку, тем более, она размягчается к тому времени.
Но если в эту цепочку добавить новый незнакомый элемент, вся выстроенная схема может работать по другому, или вообще не работать. С соответствующим влиянием на всю экосистему.

Некоторые долгосрочные изменения в экосистеме можно предугадать по тенденциям которые проявляются с отдельными видами животных или растений. Например, наблюдаемое сейчас увеличение количества зимородков в Беларуси (вид который в красной книге). Его особенность — при размере со скворца имеет огромные охотничьи территории, при том что он не стайный. Питается насекомыми и рыбой, которую ловит своеобразно, кидаясь в воду с веток деревьев или быстро пролетая вдоль берега и так же внезапно кидаясь в воду. Парить как чайка над водой он не может из-за того, что он маленький, но упитанный и крыльями приходится махать быстро для удержания скорости, то есть берег должен быть заросшим кустарником или не высокими деревьями, при этом иметь большую длину. Рыба в водоёме должна плавать по поверхности и перемещаться медленно.
Теперь цепочка событий которые привели к увеличению его численности.
Изменился климат. Зимы стали без паводков, лёд не сдирает образовавшийся ил, течением его так же не вымывает. Растительность вдоль берега становится многолетней, создаются благоприятные условия для роста водорослей по всем местам куда падает свет. Такие виды рыб как плотва и краснопёрка всегда предпочитают эти места. А краснопёра ещё и плавает по поверхности и медлительная. Изменившаяся флора реки или озера тянет за собой изменения фауны.
А ещё же бобры есть.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
кстати, великое множество подобных примеров подкрепляет печальное утверждение, что в нынешней, биологической, форме человечество в космосе жить не будет. Слишком много связей.
Человека питают рибосомы и бактерии кишечника. Если первые уже никуда не денутся, то вторые могут нервничать, а без них человек не прокормится.
Не, ну, годик-другой протянуть можно. Но настоящая колония… с поколениями, возможностью автономного существования… не верю.
Просто придётся как-то с дисбактериозом бороться. Ну и как-то сгенерировать первое поколение. А следующим поколениям будет всё равно, что они не в колодце или в другом колодце.
Связей гораздо, гораздо больше. Работа и структура мозга, оказалось, неплохо повязана на уровень гравитации. Без радиации вообще — не будет размножения, вообще. А на другом уровне может (просто не изучено пока) меняться внутриклеточная химия. Радиация облегчает/изменяет прохождение реакций в органике (чем, собственно, и вредна на высоких интенсивностях).
И так далее, и тому подобное. Есть гарантия, что организму для функционирования не требуются вирусы из окружающей среды? У меня — нет, вирусы, как прототип половых клеток для одноклеточных, вполне работают хотя бы для микробиоты.
Ещё один неожиданный пример: в чём экологическая польза комаров?
В тундре и подобных природных зонах со множеством стоячих водоёмов, где нет никаких естественных процессов, перемешивающих верхние слои почвы, микроэлементы и прочие питательные вещества в процессе своей циркуляции постепенно оседают на дно водоёмов. Если бы не было летающих насекомых, личинки которых живут в воде и поглощают эти питательные вещества, то они бы так и скапливались на дне и это бы привело к истощению окружающей почвы.
Достаточно длинные рассуждения про конкуренцию одинаковых видов сильно обесцениваются наличием взаимных зависимостей. К примеру, «дружба» берёзы и ели — они часто растут парами, где сначала доминирует берёза, а потом ель.
Или, другой пример: пожары. Там, где лиственные деревья по всему должны побеждать — происходят пожары. На пожаре растут сосны, для них это самое то, что надо. Выросши, сосны создают условия, в которых могут расти и лиственные — и так далее, и тому подобное. То есть лес-то остаётся смешанным, но в некоторые периоды доминируют сосны, в некоторые- лиственные.
Подобных зависимостей великое множество, и красивая математика конкурентной картины рассыпается в статистику.
Совершенно согласен. Дополню про механизм, когда на выгоревшей территории виды меняются с течением времени.
Я это читал, кажется, в «Удивительной палеонтологии» Еськова. Точно не помню название механизма:
Выгоревший лес зарастает сначала сорной травой, потом соснами и тд. Пока один вид существует, он меняет кислотность почвы и её состав. Смены происходят видов происходят в течении 300 лет (это на примере Московской области описывалось), пока территория не порастёт дубами. Дубрава поддерживает оптимальный для себя состав почвы и может существовать неограниченно долго.
Дубрава поддерживает оптимальный для себя состав почвы и может существовать неограниченно долго.
… пока не сгорит :-) И цикл повторяется.
Или люди не вырубят — дуб очень ценное дерево.
Вроде как в древней Руси большинство лесов были как раз дубовыми.
У Еськова я такого не помню (хотя не исключаю), но вы сейчас очень коротко и упрощенно пересказали часть работы С.М. Разумовского. Он выстраивал ряды закономерных смен растительности после масштабного нарушения вроде вырубки или пожара. Стадия-другая травы — несколько стадий березняка (отличия в травяном покрове) — несколько стадий ельника — дубрава. Или пара стадий сосняка — несколько стадий ельника — дубрава.

До современных воззрений осталось совсем немного: постулировать, что падение одного дерева — это тоже нарушение, которое просто запускает цепочку смен, аналогичную сменам после вырубки, но в масштабах не делянки, а окна вывала. Мозаика этих разновозрастных окон: где-то береза, где-то ель, где-то дуб, а где-то свежеупавшие бревна — и есть нормальный лес по современным (ну как современным — где-то десятилетней давности, а дальше я уже совсем не следил) воззрениям.
Но для формирования такого леса время нужно уже совсем умопомрачительное, там тремястами годами не обойдешься никак. Поэтому в текущей реальности таких лесов, скажем так, крайне немного.
Надо все же дописать обещанную черт знает когда статью, уже совсем неловко…
а мне кажется это был Бианки))
Чего не учитывают эти модели — это того, что экосистемы предельно неоднородны, то есть реальные условия, в которых конкурируют разные виды, не одни и те же (хотя подчиняются некоему общему тренду). То есть каждый фактор в условиях — это, на самом деле, распределение. Более того, каждое конкретное дерево меняет эти условия вокруг себя уникальным образом, как для себя, так и для окружающих деревьев, то есть сдвигает это распределение. Плюс, каждое дерево ведет себя индивидуально (то есть одному может быть достаточно одного уровня кислотности, чтобы вырасти, а другому, того же вида, может быть нужно больше), что еще больше смещает реальные механизмы к ситуации «группа индивидуумов» и дальше от «группа». Это легко наблюдать в горных экосистемах, когда некоторые параметры меняются очень быстро с ростом высоты над уровнем моря, но экосистемы имеют очень сильный видимый перехлест.
Если один вид (чего-то живого) начинает доминировать — он создает благоприятную почву для распространения вируса.
Вирус легко мутирует и унчитожает доминирующий вид.

Пример — испанка, которая косила здоровых людей с крепким иммунитетом но щадила стариков и детей.
Разве испанка щадила стариков и детей? Не знал, пойду почитаю про это.
Старики и дети не сидели в окопах с молодыми здоровыми… вот и щадила их испанка.
Нет, они мёрзли и голодали дома.
Насколько помню, одним из факторов который убивал была чрезмерная реакция имунной системы. И по статистике старики/дети/у кого еще имунитет был слабее имели выше шанс выжить чем здоровые люди.
И передозировка аспирина.
Как то упущен момент, что кроме смешанных есть действительно моно леса. Особенно в Сибири, причём как правило хвойные.
Ну там еще нюанс с тем, что хвойные могут расти на почвах где пока что лиственные тупо не выживут.
НУ собственно бывают и березовые рощи
Только эти рощи обычно на заболоченных местах. Если не сильно заболочено, через 30 лет вымирают и новые березы почти не растут.
Он не упущен, он просто не является предметом рассмотрения. Для моно-леса всё ясно, бОльшая пригодность для конкретного вида приводит к монолесу.
Статья же рассматривает ситуацию, когда два и более видов способны успешно жить в таких условиях — и идёт конкуренция на малых преимуществах (или вообще при их отсутствии).
Но в целом — согласен, подход всё же упрощён ради более «красивой» математики.
Такой вывод можно сделать после статьи, основываясь на приведенных логических измышлениях. Но в реальности этот моно лес мог стать таким по совершенно иным обстоятельствам и пошатнуть всю логику исследований.
Этот случай в статье описан в самом начале и явным образом выведен из обсуждение. Авторы в своём праве.
Экологи называют эту идею принципом конкурентного вытеснения. Он гласит, что два или более вида, конкурирующих за одни ресурсы, не могут постоянно сосуществовать в одной среде обитания. Со временем все, кроме одного конкурента, придут к локальному вымиранию.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Ну так это понятно и логично, вопрос ставится почему случается наоборот

_я буду обновлять коментарии_
Подход любопытный. В принципе. Конечно, следует учитывать большее число данных. Бог (Big data) в помощь
Скорее большое число предикторов

Бог data ))

Сначала они везде рисуют гистограммы, а потом упускают тот единственный случай, когда гистограммы идельно подходят вместо линейных графиков.

Редко стал заходить в такие общие статьи ибо информации много и большинство просто шлак, но тут неожиданно наткнулся и понравилось.

в войне между деревьями и их врагами человечество определённо выбрало одну из сторон.

учитывая как интенсивно истребляются леса, выбрана сторона врагов…

Можно ли говорить, что в войне между курицами и их врагами человечество выбрало сторону врагов? А ведь куриц миллионами истребляют на птицефермах.
Пользу от деревьев признаёт большинство людей, проводятся кампании по посадке леса и прочие мероприятия. Так что люди всё же на стороне деревьев.

Статью надо пометить "осторожно, биофизика". Классная магистерская работа получилась

Как говорил мой препод по ММПЭС — "этот математический аппарат может сделать вас или очень богатым, или очень бедным. Богатым сделает он вас только в том случае, если Вы построите идеальную модель, или полностью просчитав всю систему, или попросту угадав. Первый вариант, как правило — невозможен".
В первой модели описана борьба между двумя видами в изолированной экосистеме длиной в 36к+ поколений. Первое, что приходит на ум, так это количество мутаций, которые переживут эти деревья за 700 тысяч лет. Если что, история человечества насчитывает 30000 лет, это собственно время существования вида Homo Sapiens. За это время появился, например, такой вид, как апельсиновое дерево — гибрид мандарина и помело, выведенный в Китае 4,5 тысячи лет назад. За 36 тысяч поколений он точно разбежится на два вида (читай старину Вавилова). Но это ещё полбеды подобной модели. Помимо медленной эволюции, видовой, есть ещё и быстрая, расовая. У животных мы называем это породами, у растений — сортами. И к концу работы модели в прогнозируемой системе не останется ни одной единицы, из которых была построена модель.
"There are three kinds of lies: lies, damned lies, and statistics"))))

Пример: берёза растёт быстрее и выше чем липа. Однако липа, как низкорослый вид, способен расти при меньшей освещённости. Соответственно между двумя берёзами, растущими на расстоянии 5 метров друг от друга, третья берёза не выживет. А вот липа выживет и будет помаленьку расти под прикрытием берёз. И когда одна из берёз погибнет от урагана или от старости, липа отвоюет место под солнцем.
Похоже все описанные механизмы основываются на внутривидовой конкуренции. Чем больше две особи похожи, тем большая социальная дистанция им комфортна. Вот и образуются островки пустоты вокруг каждого, заполняемые другими видами. Если я толстый бородатый мужик, вокруг меня комфортно детям, женщинам и старикам. И именно такое неконкурентное по отношению ко мне окружение через некоторое время я обнаружу.
Но как тогда объяснить феномен пивнушек, наполненных толстыми бородатыми мужиками?
Так это временно устойчивая ситуация, когда их много, но они быстро вымирают и их место занимает шиномонтажка :)

Сначала удивился, увидев (некоторые) надписи в симуляциях на русском, т.к. статья явно переводная. Посмотрел в оригинале — там надписи английские. Немногие переводчики уделяют такое внимание мелочам — переводы PatientZero как всегда на высоте! Жаль, что нельзя поднять карму дважды.

Спасибо за добрые слова)
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Спасибо)

Похоже на теорию игр Нэша, когда в конкурентной борьбе никто не проигрывает.
Недавно читал про грибы. Вычитал что есть какой-то гриб, то ли рыжик, то ли волнушка, который растет только там где есть березы.
Кроме того, березы не будут расти если нет этого гриба.
Симбиоз, короче.
Мне кажется, что грубые математические модели просто не могут учесть всю сложность взаимосвязей различных видов.
Если даже какая-то модель адекватно предсказывает будущее, еще не факт что она верна.
Часом не подберёзовик ли? Он, в отличие от подосиновика, действительно предпочитает расти под одноимённым деревом.
У берёз есть довольно выраженная особенность — длинные подповерхностные корни, они даже асфальт расположенный в нескольких метрах со временем превращают в волнистую поверхность. Возможно, при этом помогая распространяться грибнице своих постояльцев.
В комментариях вспомнили кучу нюансов. Еще один нюанс — врагов можно на короткое время делать друзьями, хотят они этого или нет. Вот тут рассказывают о том, что время от времени дубы резко наращивают количество желудей, а белки не могут все съесть, поэтому запасают впрок и забывают про свои нычки.
Куча или не куча?
что случится, если два конкурирующих вида имеют совершенно одинаковую приспособленность?

Это задача на Марковские цепи — конечное блуждание пьяного.

Пьяный выходит из пивной и случайно блуждает по улице, которая проходит от его дома до пропасти. На каждом шаге пьяница делает шаг в сторону дома с вероятностью p, в сторону пропасти — с вероятностью 1-p. Дойдя до дома либо до пропасти, пьяница там и остается. Длина улицы — n шагов пьяницы. Пивная расположена в k шагах от пропасти.
Найти вероятность гибели пьяницы и попадания пьяницы домой в зависимости от числа сделанных им шагов.

В случае с этой моделью n=625, k=312 (или 313), p=0.5

Полагаю, можно переформулировать задачу и для произвольного числа видов.

Марковские цепи упомянуты в статье, но задача в такой формулировке — прям из учебника :)
По-моему все проще, леса долго не живут, у деревьев максимального возраста фактически нет, а средний лет 130, значит лес периодически вымирает и засаживается заново, пожарами например. Таким образом конкурентная борьба просто не успевает сработать, если оставить лес на 10к лет без изменения среды и внешних причин смерти деревьев, то 1 вид победит, а так живет тот тому повезло изначально там поселится.
Тоже самое можно сказать почему облака существуют, почему просто не равномерно голубое небо с 1 почти прозрачным облаком на всю планету, ведь есть же дифузия, ответ потому что не успевают они так же как деверья рождаются и погибают быстрее.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Даже в черте довольно крупных городов сохраняются отдельные деревья и целые посадки возрастом в несколько сотен лет.
А скажем, секвойя может прожить более тысячи лет, и не она одна.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации