Lévy hypotéza o hledání potravy - Lévy flight foraging hypothesis

Lévy letu pást hypotéza je hypotéza v oblasti biologie , které mohou být uvedeny v následující tabulce:

Vzhledem k tomu, že lety a procházky Lévy mohou optimalizovat efektivitu vyhledávání, přirozený výběr měl proto vést k úpravám hledání potravy Lévy.

Pozadí

Pohyb zvířat se v mnoha ohledech podobá náhodným procházkám prachových částic v tekutině . Tato podobnost vedla k zájmu pokusit se pochopit, jak se zvířata pohybují analogicky k Brownovu pohybu. Tato konvenční moudrost platila až do počátku 90. let minulého století. Počínaje koncem 80. let se však začaly hromadit důkazy, které neodpovídaly teoretickým předpovědím.

V roce 1999 teoretické zkoumání vlastností letů Lévy ukázalo, že inverzní kvadratická distribuce letových časů nebo vzdáleností může za určitých okolností optimalizovat účinnost vyhledávání. Konkrétně vyhledávání založené na procházce Lévy s inverzními čtverci, skládající se z hledání konstantní rychlosti po cestě, jejíž délka je rozložena na stabilní distribuci inverzního čtverce Levy, je optimální pro hledání řídce a náhodně rozmístěných revidovatelných cílů bez paměti. Tým výzkumníků ve složení Gandhimohan M. Viswanathan, Sergey V. Buldyrev, Marcos Gomes E. da Luz, Shlomo Havlin, Ernesto P. Raposo a H. Eugene Stanley publikoval tyto výsledky v roce 1999 v časopise Nature .

O realitě Lévyho hledání potravy došlo k určitým sporům. Rané studie byly omezeny na malý rozsah pohybu, a proto nebylo možné typ pohybu jednoznačně určit; a v roce 2007 byly nalezeny nedostatky ve studii putování albatrosů, což byl první empirický příklad takové strategie. Existuje však mnoho nových studií podporujících hypotézu Lévyho letu o hledání potravy.

Nedávné studie používají novější statistické metody a větší soubory dat ukazující delší pohybové cesty. Studie publikované v letech 2012 a 2013 znovu analyzovaly putující albatrosské cesty hledání potravy a uzavřely silnou podporu zkrácených letů Lévy a Brownových procházek v souladu s předpověďmi hypotézy hledání letu Lévyho.

Z teoretického hlediska nedávná studie zpochybňuje platnost výsledku optimality publikovaného v roce 1999 tím, že dospěla k závěru, že pro bi- nebo trojrozměrné náhodné procházky je tento výsledek platný pouze pro velmi specifické podmínky: (i) jakmile je cíl byl sháněn potravou, musí se nekonečně rychle znovu objevovat, (ii) typický rozsah vysídlení zvířete musí být velmi malý ve srovnání s typickou velikostí cílů, (iii) poté, co je cíl nalezen, musí zvíře zahájit nová náhodná procházka nekonečně blízko hranice tohoto cíle. Pokud některá z těchto podmínek není platná, výsledek optimality neplatí: Levy chůze s inverzním čtvercem není optimální a zisk jakékoli optimální procházky Levy nad ostatními je nutně okrajový (v tom smyslu, že se nerozlišuje, když je hustota cílů je nízká).

Reference

Další čtení