科學家打造「虛擬地球」 可模擬生物互動方式 （圖）

　　2014年04月24日 07:31

　　來源：中國科技網

　　

　　科技日報訊 這是一個可以幫助我們預測地球未來的數學模型。它可以告訴我們，如果所有的蜜蜂消失了，環境會怎麼樣；大熊貓滅絕後，世界將有什麼不同；如果人類從來沒有進行過集約化養殖，地球又是怎樣一番面貌。這就是微軟科學家開發的「馬丁利（Madingley）」模型，也是第一個在全球規模上模擬所有生物互動方式的計算機模型。

　　微軟科學院計算科學實驗室的德魯·珀維斯和同事建立的這個「數學世界」，遵循著地球生命所要遵從的同樣的基本法則。據《新科學家》雜誌4月22日報道，研究小組首先模擬了一個擁有大陸、海洋和全球氣候的自然界地球，然後加入各種數字生物「移民」。正如我們生活的世界一樣，「馬丁利」模型中的生命形式也是多種多樣的，從植物到食草動物、食肉動物，從冷血動物到溫血動物。這些生命形式涵蓋了各類體型，就連小如蚜蟲也沒有忽視。不過，它模擬的是動物類型，而非特定的品種。

　　「我們讓每一種類型的動物和植物四處少量分佈。」珀維斯說。他們能夠觀察不同種類生物的繁榮和蕭條，有些從一個環境中完全消失，但在另一個環境中生機勃勃；有些為生存空間而爭鬥，有些遷往了新的居所。最終，就像真實地球上的生存法則一樣，「馬丁利」中的所有生命會進入一個均衡狀態，不同類型物種的比例也與地球相似。

　　研究小組為這個「虛擬地球」設置了一些基本規則。比如，我們知道，食肉動物一般傾向於捕食大約為自己體重十分之一的獵物，因此「馬丁利」中的動物也是這樣做的。此外還有大型動物如何維持體溫的規則。

　　「我們放進去的一切事物，都能隨之產生一些看起來大致正確的結果。」珀維斯說，「我們獲得了每個地點的物種個體的集合，了解了誰捕食誰的模式，以及它們生長和死亡的過程。我們擁有了一個虛擬的世界，它的豐富程度令人難以置信。」

　　「馬丁利」能夠在一套基本的生態規則下運行的事實表明，生態系統的基本結構在一定程度上是可預測和可重複的。目前，該模型只是對每個小環境中預料會出現的生物類型進行預測。研究小組正在建立額外的參數，包括將人類加進模型中，以模擬物種入侵現象。

　　模型也可能幫助揭示我們對世界的認知錯誤。研究小組發現，「馬丁利」的海洋中魚的數量超過預期10倍以上。他們最初認為模型出錯了，但隨後有現實研究表明，關於魚類生物數量的最佳估計存在一個數量級的誤差。這個「錯誤」大概算是「馬丁利」所作的第一個預測吧。（陳丹）