格子ロトカボルテラ模型による生物進化の研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10640101
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 泰中 啓一 静岡大学, 工学部, 教授 (30142227)
• キーワード: モデル生態系 / 格子ロトカボルテラ模型 / 長期的な予測可能性 / 間接効果 / パリテイ法則 / フィードバック系

研究概要

本研究では、数理的モデリングと格子上のシミュレーションによって生物の進化と生物種の多様性や絶滅リスクを研究してきた。環境変動に対する生物の比較的長期的な予測可能性をテーマとしている。この予測問題では生態系だけにとどまらず、非平衡系、生物体内の反応プロセス、社会システムなど広範なフィードバック系の長期的予測をとりあつかってきた。とくに生態系では長期的予測は不可能性の問題として古くから知られている。生態系では「風が吹くと桶屋がもうかる」式の因果関係がよくわからないような事象が頻発する。これは生態系が非平衡フィードバック系の典型であるため、パラドックス的出来ごとが頻発すると思われる。これまで多くの生態学の論文では長期的予測の不可能性が論じられてきた。環境に対する生物の長期的応答は食物連鎖による間接的影響を強く受け、予測なんかとんでもないというものである。
本研究は、この予測の不可能性の問題に取り組み、1997年J.Phys.Soc.Japanに我々は、長期的応答のパリテイ法則を発表した。それ以後、パリテイ法則の関連論文を数多く発表した。これは生物の進化の問題のみならず、生態系および非平衡系の長期的予測の可能性の問題として今後とも重要であると思われる。

研究成果

• [文献書誌] K.Tainaka, N.Terazawa, et al.: "Spatial Pattern Formation in a Model Ecosystem"Phys.Lett.A,. (in press).
• [文献書誌] T.Tao,K.Tainaka,N.Konno:: "Glass transition on destructed lattice"Trans.Materials Research Society Japan,. (in press).
• [文献書誌] K.Tainaka: "Physics and ecology of Rock-paper-scissors game"Lecture Notes in Computer Science,. (in press).
• [文献書誌] N.Nakagiri,K.Tainaka,T.Tao: "Indirect Relation between Species Extinction and Habitat Destruction"Ecological Modelling. 137. 109-118 (2000)
• [文献書誌] K.Tainaka,M.Hoshiyama and Y.Takeuchi: "Dynamic process and variation in the contact process"Phys.Lett.A. 272. 416-420 (2000)
• [文献書誌] K.Tainaka and N.Nakagiri: "Segregation in an interacting particle system"Phys.Lett.A. 271. 416-420 (2000)