Не думаешь о будущем? - Уйдешь в прошлое! - Стратегия рассинхронизации [entries|archive|friends|userinfo]
vaspono

[ userinfo | ljr userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Стратегия рассинхронизации [Jun. 22nd, 2013|01:44 pm]
Previous Entry Add to Memories Tell A Friend Next Entry
Оригинал взят у [info]neznaika_nalune@lj в Нашествие цикад
Вот тут Петр Турчин пишет про интересное природное явление происходящее сейчас на восточном побережье США - огромные стаи 17-летних цикад. 17 лет - их полный жизненный цикл, но более 99% этого времени они проводят в качестве крошечных личинок, под корой деревьев. И только на несколько недель (в лучшем случае) вылезают на свет, все одновременно, чтобы вылупиться из коконов, спариться, отложить яйца и погибнуть. И после этого - перерыв на 17 лет.

Там в посте ещё ссылка на очень красивое видео на эту тему.

Как обьясняет Турчин, это особенный эволюционный механизм - "задавить массой". Цикады - совершенно беззащитные, их жрут все кто угодно в больших количествах, поэтому единственный способ не исчезнуть как вид - вылупляться одновременно на очень короткий срок, мгновение по сравнению с полным жизненным циклом, чтобы все хищники нажрались и отвалились. Похожая стратегия у огромных стай каких-нибудь сардин в океане - хищники пожрут многих, но всех не успеют.

в прошлый выходной мы у Турчиных в гостях были, так он грозился накормить нас этими цикадаму (наловленными и в холодильнике замороженными) - пожарить на гриле на палочках. Было бы интересно, но до этого как-то не дошло - к тому времени уже наелись прекрасным стейком с того же гриля, ну и заболтались как обычно.

А до нас (восточный Массачусетсс) они как-то не добрались. Не то что огромных стай, даже одну не увидишь.
.
====
vaspono:
 И автор данной записи и цитируемый им Пётр Турчин - оба представители особого направления современной исторической науки (клиодинамика), характерного повышенным вниманием к ЦИКЛИЧНОСТИ развития. Не зря они и на периодических цикад внимание, наверное, обратили :)
 Попробую вставить свои пять центов :)
.
 Самое интересное (IMHO) тут не про "массой задавить" - это был бы просто ещё один вариант r-стратегии ( http://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_r-K_отбора ). Особенность данного вида приспособления - РАССИНХРОНИЗАЦИЯ с остальными видами. И получение преимуществ от несовпадения своих жизненных циклов с циклами всех остальных:
.
"Механизм выживания цикад - просто заполнить хищников большим числом насекомых, гарантируя выживание большинства индивидуумов и, в результате, вида. Существует гипотеза, что период появления большого количества цикад (13 и 17 лет) также является частью стратегии, уменьшая возможность потенциальных хищников, ожидающих появление насекомых, синхронизируя размер собственных популяций с периодами появления цикад"
http://ru.wikipedia.org/wiki/Периодические_цикады
{ рекомендую прочесть всю статью Википедии. Познавательно!}
.
 Есть и более развёрнутое изложение гипотезы:
.
"Вопрос, который не давал биологам покоя, — почему жизненный цикл у цикад такой длинный? Имеет ли какое–нибудь значение для жизненного цикла то, что продолжительность его выражается простым числом лет? Другой вид — Magicicada tredecim — роится через каждые 13 лет. Это наводит на мысль, что продолжительность жизненного цикла, выражающаяся простым числом лет, дает виду определенные эволюционные преимущества.
Согласно одной теории, у цикады имеется паразит, также обладающий длинным жизненным циклом. Цикада, естественно, стремится избавиться от паразита. Если паразит обладает жизненным циклом продолжительностью, скажем 2 года, то цикада стремится избежать жизненного цикла, продолжительность которого в годах делится на 2, так как в противном случае цикада, появляясь из–под земли, и паразит регулярно встречались бы. Аналогично, если бы паразит обладал жизненным циклом продолжительностью 3 года, то цикада стремилась бы избегать жизненных циклов, продолжительность которых в годах выражалась числом, кратным 3. Следовательно, чтобы избежать совпадений с паразитом, лучшей стратегией для цикады было бы иметь жизненный цикл, длящийся простое число лет. Так как ни одно целое число (кроме 1 и 17) не делит число 17, Magicicada septendecim очень редко встречается со своим паразитом. Если продолжительность жизненного цикла паразита составляет 2 года, то цикада встречается с ним только раз в 34 года, а если продолжительность жизненного цикла паразита больше, например, составляет 16 лет, то его встреча с цикадой происходит лишь раз в 272 (= 16 · 17) года.
«Реванш» для паразита возможен только в двух случаях: при его годичном жизненном цикле и при жизненном цикле продолжительностью 17 лет. Маловероятно, однако, что паразит выживет на протяжении 17 своих поколений подряд, так как первым 16 поколениям будет не на ком паразитировать. С другой стороны, чтобы достичь 17–летней продолжительности жизненного цикла, поколениям паразита необходимо пройти в своей эволюции 16–летний жизненный цикл. Это означало бы, что на каком–то этапе эволюции паразит и цикада не встречались бы на протяжении 272 лет! И в том, и в другом случае большой жизненный цикл продолжительностью в простое число лет способствуют выживанию цикады.
Возможно, именно этим и объясняется, что пресловутый паразит так никогда и не был найден! В гонке на выживание с цикадой паразит, по–видимому, постоянно увеличивал продолжительность своего жизненного цикла до тех пор, пока не наткнулся на 16–летний барьер. После этого паразит на протяжении 272 лет не мог встретиться со своей жертвой и за это время вымер. В результате появилась цикада с жизненным циклом длиной 17 лет. Необходимость в более продолжительном жизненном цикле для цикады отпала, поскольку паразит более не существовал."
- мне кажется, это цитата отсюда:
http://unnaturalist-ru.livejournal.com/332991.html?thread=1220799 )
.
Есть и объяснение, идущее не от борьбы с паразитами, а от цикла численности хищников:
.
"Уолт Кёниг (Walt Koenig), эколог из Cornell University, и Эндрю Либхолд, эколог из лесного департамента Министерства сельского хозяйства США в Западной Виргинии, проанализировали численность популяций 15 видов хищных птиц в Северной Америке с 1966 по 2010 год. Все эти хищные птицы питаются периодическими цикадами. Результаты удивили ученых: выяснилось, что в годы массового появления взрослых цикад из-под земли численность популяции хищных птиц снижается. В случае с 17-летними цикадами, которые более распространены в северо-восточных штатах США, численность птиц начинает снижаться на 12-й год и достигает минимального количества на 17-й, однако уже на следующий год количество птиц начинает стремительно возрастать. То же самое происходит с птицами и в случае с 13-летними цикадами (чаще встречаются в южных штатах).
По всей видимости, объясняют авторы, массовое появление цикад оказывает настолько заметное влияние на окружающую среду и настолько «пресыщает» хищных птиц, что этих последствий популяции хищников «хватает» до следующего появления насекомых. Однако почему это занимает именно 13 и 17 лет, экологи пока объяснить не могут. Они намерены и дальше изучать этих удивительных насекомых, чтобы найти ответ на этот вопрос."
.
И ещё:
.
"Есть отличное объяснение тому, как цикада пришла к этому образу жизни. Скрываясь под землей столько лет, цикада «прореживает » популяцию угрожающих ей хищников. Если вы питаетесь только цикадами, то придется поститься 17 лет, после чего на вас обрушится ливень из цикад, с которым не так легко будет справиться6. Если вы питаетесь цикадами, вам придется то голодать, то пировать, причем чаще вас ожидает первое. Поэтому ко времени нашествия цикад популяция их любителей станет гораздо меньше, если они в процессе эволюции не научились впадать в спячку или заботиться о продолжении жизни другим способом. Эволюционная теория предсказывает выживание сильнейших видов. Цикады под влиянием генетических изменений, происходящих вследствие естественного отбора, постепенно проводили все больше и больше времени под землей, находясь в стадии личинки сначала два года, потом три, потом еще больше... Рекордное достижение на данный момент — семнадцать лет. "
( Марк Роулендс. Философ на краю Вселенной.
http://c-portal.ru/books/read/854/6 )
.
 Для представителей клиодинамического направления истории, на мой взгляд, было бы любопытно поискать что-нибудь похожее и в человеческой истории.
 Явления ВЫПАДЕНИЯ ИЗ РИТМОВ данного общества. Как способ обойти циклические колебания и связанные с ними потрясения, предсказываемые клоиметриками.
LinkLeave a comment

Comments:
From:[info]chabapok@lj
Date:June 22nd, 2013 - 10:24 am
(Link)
Цикады решили 17 лет сидеть под землей, чтобы сдох паразит.
Цикады 17 лет сидели под землей (по иным причинам), что привело к сдыханию паразита.

Мне кажется, первое утвеждение достаточно бредовое. И уж не знаю что надо курить, чтобы перемножать эти простые числа и выстраивать теории захвата цикадовыми паразитами цикад. Если предполагать наличие паразита, то почему его цикл обязательно 2 года? Почему цикады смогли перестроить свой образ жизни на 17 летний, а паразит не смог? Почему 17 и 13, а не 7? И что это за паразит такой, для которого не нашлось других насекомых.

Согласно принципу оккама - нет никакого паразита, пока его не нашли. Выдумки это, ИМХО, и весьма глупо обьяснять 17 летний цикл Великим Умыслом Цикад. Просто у них так работает организм.
From:[info]vaspono@lj
Date:June 22nd, 2013 - 10:51 am
(Link)
Спасибо за проявленное Вами внимание! Но речь не о том, что "решили" или "не решили" цикады. Вряд ли они что-то могут решать :) И гипотеза о борьбе с паразитами, действительно, самая антиОККАМная, согласен.
Мне интересно было другое - рассинхронизация от других биологических видов как способ получить эволюционное преимущество. Паразиты или хищники к ней привели - не суть.
Был бы крайне благодарен за Ваши соображения в этом направлении.
From:[info]chabapok@lj
Date:June 22nd, 2013 - 11:36 am
(Link)
может это у других видов рассинхронизация с цикадами, потому что они не вкусные. :)
Кстати, я не биолог. Не подскажете, что это за "другие виды"?

Так вот, в теорию защиты цикад от цикадожера путем рассинхронизации циклов можно поверить только в том случае, если будут соблюдены достаточно жесткие условия.

Ну то есть действуем так: Чертим меандр с периодом 17 лет, который =1 в течении двух недель (время когда цикады незащищены). И накладываем на него второй меандр "другого вида", с периодичностью соответствующей этому виду, причем =1 он тогда. когда этот "другой вид" занимается поиском пропитания. Дальше складываем оба меандра по "И" и получаем время, когда этот другой вид может беспрепятственно есть цикад. Для человека. который с подобными рассчетами сталкивался - прокрутить это в головое не составляет особого труда, и нетрудно заметить, что чтобы гипотеза о рассинхронизации была верной, после "И" график должен быть весьма похож на 0, и только изредка ему разрешено быть =1. А это накладывает довольно жесткие ограничения на жизненный цикл "другого вида"

Например, "другой вид" тоже должен иметь цикл 17 лет, и питаться в другие месяцы. Тогда можно говорить о рассинхронизации.
Ну то есть тут важен не только цикл "другого вида", но и время, когда он находится "в поисках пищи". Это важно.

Есть такой вид? Животное, которое ест раз в 17 лет, не в июне? (ну или хотя бы раз в 17 лет в июне не ест) Мне кажется, не существует.

И кстати фраза "Если продолжительность жизненного цикла паразита составляет 2 года, то цикада встречается с ним только раз в 34 года..." - оптимистическая. Это на первый взгляд кажется, что 34 года большой срок. Для цикад это означает, что каждое второе поколение было бы сьедено, и насколько я понял, предполагается, что съедено было бы основательно. Для вида выживание нереально.
From:[info]vaspono@lj
Date:June 22nd, 2013 - 01:02 pm
(Link)
Уже теплее, спасибо :)
Сейчас освежу знания про меандр. Давненько я не брал в руки меандров :)
Какия себе представляю: большая синусоида (с периодом в 17 лет). Рядом с ней мелкие (периоды от 1 года до нескольких) - те самые "другие виды". Вынужденные есть что-то другое вместо цикад. Ждать 17 лет они не могут. А в момент вылупления цикад НЕ УСПЕВАЮЩИЕ съесть их всех.
From:[info]chabapok@lj
Date:June 22nd, 2013 - 03:16 pm
(Link)
Вобщем я написал много слов, но основная мысль в том, что не существует такого вида, от которого цикады могли бы защититься таким способом.
From:[info]vaspono@lj
Date:June 23rd, 2013 - 01:08 am
(Link)
Много слов Вы написали не зря. Обнаружились весьма интересные меандры :)
А насчёт "не существует видов" - эволюция зачем-то такой чуднОй цикл жизни поддержала и закрепила. Значит разбираться стоит.
From:[info]chabapok@lj
Date:June 22nd, 2013 - 10:35 am
(Link)
в видео было показано, что цикад едят практически все - рыбы, черепахи, змеи.

Нет никаких цикадопитающихся хищников.

Разве что как в том анекдоте "у слона красные глаза, чтобы в помидорах прятаться! Вот вы видели когда-нибудь слона в помидорах? Нет? Видите как он хорошо спрятался!"
точно так же можно заявить, что цикадопитающихся хищников нет потому, что они вымерли от голода. На самом деле, их более чем дофига - это птицы, змеи, пауки.. Вобщем все те, кто питается насекомыми.
From:[info]vaspono@lj
Date:June 22nd, 2013 - 10:55 am
(Link)
Ещё раз спасибо за Ваше внимание. Я чуть выше уже всё сказал в ответ на Вашу реплику о паразитах. Поэтому, повторяясь: рассинхронизация - ЭТО интересно.