2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Die Rohrkröte (aha, Bufo marinus) hat sich aufgrund ihrer hohen Verbreitungsrate erfolgreich in Australien angesiedelt.
Kirill Korolev, Mathematiker an der Boston University, hat ein seltenes Beispiel dafür gefunden, dass die Evolution eine Spezies benachteiligt, um einen strategischen Gewinn zu erzielen. Es stellte sich heraus, dass für Arten, bei denen Kooperation beobachtet wird, eine langsamere Ausbreitung eine effektivere Strategie zur Besiedlung neuer Territorien ist, im Gegensatz zum klassischen Sieg des „Schnellsten und Stärksten“. Die Studie wurde in Physical Review Letters veröffentlicht und ist in Physik kurz zu finden.
Der Autor verwendete mathematische Modellierung, um herauszufinden, wie sich die Kooperativität von Arten auf die interspezifische Konkurrenz auswirkt. Mit dem Modell konnte berechnet werden, wie sich die Abhängigkeit der Dichte von Individuen über die Zeit verändert. Die wichtigsten Parameter für die Berechnung waren die Ausbreitungsrate und der Ollie-Schwellenwert, die Dichte, die für das Überleben kooperativer Individuen erforderlich ist. Der Einfachheit halber ging das Modell davon aus, dass Individuen in einer Dimension (entlang einer Linie) verteilt sind.
Insgesamt führte der Mathematiker zwei numerische Experimente durch. In der ersten davon wurden zwei gleiche Populationen mit unterschiedlichen Ausbreitungsraten betrachtet, wobei schnelle Individuen 100 % ihrer Population ausmachen. Solche Bedingungen führten zum "Sieg" von langsam kooperativen Individuen (mit einer hohen Ollie-Schwelle) in einem bestimmten Bereich von Parametern - laut Korolev breiteten sich schnelle Individuen in einer zu "dünnen" Schicht aus, was zu ihrem Tod führte.
Im zweiten Experiment betrachtete der Autor Individuen derselben Art, innerhalb derer Mutationen erlaubt waren, die die Geschwindigkeit erhöhen, zum Beispiel Tiere. Es stellte sich heraus, dass bei niedriger Kooperativität (niedriger Ollie-Schwellenwert) die Ausbreitungsrate mit der Zeit zunahm. Gleichzeitig wurde mit einem hohen Maß an Kooperativität die Verteilung schließlich gestoppt und die Bevölkerung „sesshaft gemacht“.
Das zweite Experiment: die Abhängigkeit der Populationsspreitungsrate von der Ollie-Schwelle bei erlaubten Mutationen
Ein solches Ergebnis kann laut Autor vielfältige Anwendung finden – von neuen Ansätzen in der Krebstherapie bis hin zur Schädlingsbekämpfung. Krebszellen sind zum Beispiel dafür bekannt, dass sie während ihres Wachstums Nährstoffe austauschen – man kann sie sich als kooperative Individuen vorstellen. Wenn Sie irgendwie auf sie einwirken und den Grad der Kooperativität erhöhen, können Sie das im zweiten Experiment beobachtete Ergebnis erzielen - das Wachstum des Tumors stoppen.
