Phase separation driven by density-dependent movement: A novel mechanism for ecological patterns

بسیاری از اکوسیستمها به دلیل تعاملات کوچک بین ارگانیسمها، فرایندی که به طور کلی به عنوان خود-سازمان فضایی نامیده می شود، الگوهای منظم منظم را به وجود می آورند. الگوهای فضایی خود سازماندهی، تعیین کننده های مهمی در عملکرد اکوسیستم ها، ارتقاء رشد و زنده ماندن موجودات درگیر و تاثیر بر ظرفیت موجودات برای مقابله با تغییر شرایط محیطی هستند. توضیح غالب برای تشکیل الگوی خودگردان، ناهمگونی فضایی در استقرار، رشد و مرگ و میر ناشی از فرآیندهای خود-سازمان است. با این حال تعدادی از مطالعات اخیر نشان داده اند که حرکت ارگانیسم ها می تواند یک روند رانندگی مهم و ایجاد الگوی گسترده ای در بسیاری از اکوسیستم ها باشد. در اینجا، ما مطالعاتی را بررسی می کنیم که جزئیات الگوی مبتنی بر حرکت را در مقایسه با محیط زیست تنظیم می کنند. بررسی ما نشان می دهد که یک اصل مشترک، جایی که جنبش ارگانیسم ها وابسته به تراکم است، الگوهای منظم مکانی را در تمام این مطالعات توضیح می دهد. این اصل، شناخته شده به فیزیک به عنوان قهوه هیلاریارد اصل جدایی فاز، تا به حال به عنوان مکانیسم عمومی برای پیچیدگی خود سازمان یافته در محیط زیست به رسمیت شناخته نشده است. با استفاده از نمونه های ارائه شده در این مقاله، ما توضیح می دهیم که چگونه این اصل حرکت را می توان در محیط های زیست محیطی تشخیص داد و روش آزمایش این مکانیسم را آزمایش کرد. مطالعه ما نشان می دهد که جنبش حیوانی، هم به صورت جداگانه و هم به صورت همزمان با سایر فرایندها، مکانیزم مهمی برای شکل گیری الگوی منظم در اکوسیستم ها است.