Ekoloji, evrim ve hayvan davranışı
Karınca kolonileri, sürüler, besin ağları, ormanlar ve kuşaklar boyunca genler.
Yerel kurallara göre davranan organizmalar ve ortaya çıkan koloniler, sürüler ve ekosistemler. Etmen tabanlı simülasyon büyük ölçüde ekolojide büyüdü. Bir sürü ya da bir karınca izi, hiçbir bireyin tasarlamadığı bir örüntünün örnek vakasıdır.
Karınca kolonisi yiyecek arama
Ne lideri ne haritası olan, feromon izleri bırakan ve bu izleri izleyen tek tek karıncalar.
Yanıtladığı soru: Hiçbir karınca yolu bilmezken bir koloni yiyeceğe giden en kısa yolu nasıl bulur?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek karıncalar görmeyi, sesi ve tadı da kullanır; çoğu iz modeli bunları yok sayar.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık yiyecek arayan binlerce karıncayı simüle eden bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1990 Deneubourg ve çalışma arkadaşlarının Arjantin karıncası iz oluşumu modeli
Bal arısı kolonileri
İşi paylaşan toplayıcılar, hemşire arılar ve izciler; yeni bir yuvayı bir tür oylamayla seçen sürüler.
Yanıtladığı soru: Bir sürü, lider olmadan en iyi yuva yerini nasıl seçer?
Dışarıda bıraktığı: Arıların sabit, basit kurallara uyduğunu varsayar; oysa gerçek arılar çeşitlidir ve yanılabilir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık bir sürünün yuva yeri seçimini simüle eden bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 2003 Passino ve Seeley'nin bal arısı yuva yeri seçimi modeli
Sürü ve balık okulu hareketi
Her kuş ya da balık üç yerel kuralla yön alır: ayrılma, komşularla hizalanma ve bir arada kalma.
Yanıtladığı soru: Binlerce hayvan nasıl tek bir bütün olarak birlikte döner?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek sürüler, üç basit kuralın dışarıda bıraktığı avcılara ve araziye tepki verir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1013 FLOPS yaklaşık yönlendirilen binlerce ajanı simüle eden bir oyun GPU'suŞu tarihten beri: 1987 Craig Reynolds'ın sürü hareketinin boids modeli
Termit höyüğü inşası
Toprak topakları bırakan ve taşıyan termitler ile yaptıkları yapıdan geçen hava akışı.
Yanıtladığı soru: Küçücük beyinli böcekler havalandırmalı kuleleri nasıl inşa eder?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek termit davranışı, yalnızca kısmen yakalanan kimyasal ve yapısal ipuçlarına bağlıdır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık pelet bırakan termitleri ve hava akışını simüle eden bir üniversite kümesiŞu tarihten beri: 1999 Bonabeau ve Theraulaz'ın termit inşasının stigmerjik modelleri
Balçık küfü kümelenmesi
Yiyecek tükenince tek bir sümüklüböceğe benzer bedende bir araya akmak için kimyasal bir sinyal salan ve onu izleyen serbest yaşayan amipler.
Yanıtladığı soru: Sinir sistemi olmayan bağımsız hücreler tek bir beden olmaya nasıl karar verir?
Dışarıda bıraktığı: Laboratuvar koşulları, gerçek organizmanın yaşadığı topraktan çok daha temizdir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık bir kemotaksi kümelenme modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1970 Keller ve Segel'in balçık küfünün kemotaktik kümelenmesi modeli
Bakteri sürüleşmesi ve çoğunluk algılama
Birbirlerinin kimyasal sinyallerini algılayan milyonlarca bakteri, bir yüzeye yayılmak ya da ışık vermek gibi eşgüdümlü bir davranışa birlikte geçer.
Yanıtladığı soru: Bir bakteri nüfusu, birlikte hareket edecek kadar kalabalık olduğunu nasıl anlar?
Dışarıda bıraktığı: Bir kapta büyütülen laboratuvar suşları, gerçek karışık bir mikrop topluluğundan daha düzgün davranır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık ajan tabanlı bir koloni modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1994 bakteri davranışını eşgüdümleyen çoğunluk algılama devrelerinin erken simülasyonları
Çekirge yürüyüş bantları
Yüksek yoğunlukta tek tek böcekler komşularıyla hizalanır ve bantlar ortak bir yönde birlikte yürümeye başlar.
Yanıtladığı soru: Çekirgeler hangi yoğunlukta rastgele dolaşmaktan yürüyüşe geçer?
Dışarıda bıraktığı: Yaşam alanı yapısı ve besin dahil değildir; gerçek sürüler ise uçuşu da içerir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 107 FLOPS yaklaşık bir iş istasyonunda kendinden itmeli parçacık simülasyonu.Şu tarihten beri: 2006 Buhl ve çalışma arkadaşlarının yürüyen çekirgelerde düzensizlikten düzene geçişi. kaynak
Hareket ve yiyecek arama
Bir peyzajda yiyecek arayan hayvanlar; rastgele yürüyüşler ve karar kuralları olarak modellenir.
Yanıtladığı soru: Bu hayvan verimli arıyor mu ve yiyeceğin nerede olduğu hakkında ne biliyor?
Dışarıda bıraktığı: Bir yürüyüş istatistiğine uydurmak, hayvanın gerçekte neyi algıladığını ortaya koymaz.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık bir rastgele yürüyüşlü yiyecek arama modeli uyduran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1996 Viswanathan ve arkadaşlarının albatros yiyecek aramasına ilişkin Lévy uçuşu modeli
Göç ve yön bulma
Güneşi, yıldızları, kokuyu ya da manyetik alanı kullanarak binlerce kilometre yol alan kuşlar, kaplumbağalar ya da balinalar.
Yanıtladığı soru: Hangi ipuçları ilk yılındaki bir kuşu doğru kıtaya ulaştırabilir?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek hayvanların hangi ipuçlarına güvendiği ve bunları nasıl birleştirdiği hâlâ tartışılıyor.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık ipucuna dayalı kuş yön bulmasını simüle eden bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1996 kuş yön bulmasında manyetik ve göksel ipucu kullanımının erken simülasyonları
Hayvan hareketi
Yüzen balıklar, uçan böcekler ve koşan hayvanlar; akışkan ya da zemin geri iter.
Yanıtladığı soru: Bir bombus arısı nasıl uçar ve balıklar neden sürü hâlinde yüzer?
Dışarıda bıraktığı: Basitleştirilmiş kanat ve gövde biçimleri, gerçek bir hayvanın yüzeylerinin sağladığı ayrıntıları kaçırır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1014 FLOPS yaklaşık bir akışkan-cisim uçuş ya da yüzme simülasyonu çalıştıran bir üniversite kümesiŞu tarihten beri: 1994 böcek uçuşunun erken akışkanlar dinamiği modelleri
Davranışın evrimi
Birçok kuşak boyunca birbirine karşı oynanan savaşma, paylaşma ya da hile yapma gibi stratejiler.
Yanıtladığı soru: Bir hayvan akrabası olmayan bir komşusuna neden yardım etsin?
Dışarıda bıraktığı: Stratejiler, modelleyenin seçtiği bir menüden gelir; davranışın tüm uzayından değil.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık evrimsel bir oyun turnuvası çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1981 Axelrod ve Hamilton'ın iş birliği stratejilerinin simüle evrimi
Kuş şarkısı ve ses öğrenme modelleri
Genç bir kuşun, bir öğretmenin şarkısını kopyalamasını sağlayan beyin devresi; kendi gevezeliğini ezberlenmiş bir şablonla karşılaştıran bir duyu-motor döngüsü olarak modellenir.
Yanıtladığı soru: Genç bir kuş gevelemeyi, yetişkinin şarkısının doğru bir kopyasına nasıl dönüştürür?
Dışarıda bıraktığı: Ötücü kuşları açıklamak için kurulan modeller, diğer hayvanlardaki seslenmeye açıkça genellenmez.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık bir duyu-motor öğrenme modelini eğiten bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 2002 zebra ispinozunda şarkı öğrenmenin erken hesaplamalı modelleri
Dinamik enerji bütçesi modelleme
Bir hayvanın bütün yaşamı boyunca izlenen tüm enerji bütçesi: ne yediği ve bunu hayatta kalma, büyüme ve üreme arasında nasıl paylaştığı.
Yanıtladığı soru: Bu hayvan, belirli bir besin arzı ve sıcaklıkta nasıl büyür ve ürer?
Dışarıda bıraktığı: Küçük bir evrensel parametre kümesi, her türün kendine özgü özelliklerini yakalayamaz.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık küçük bir enerji akışı denklem kümesini çözen bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1986 Kooijman'ın tek tek organizmalar için dinamik enerji bütçesi kuramı
Av-avcı dinamikleri
Avcı ve av sayılarının bağlı döngülerde yükselip alçalması; Lotka–Volterra denklemleri ve soyundan gelenleri.
Yanıtladığı soru: Vaşak ve tavşan nüfusları neden döngüsel salınır?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek popülasyonların modelin yok saydığı yaş yapısı, uzayı ve birden çok avı vardır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 109 FLOPS yaklaşık Lotka-Volterra denklemlerini çözen bir dizüstü bilgisayarŞu tarihten beri: 1925 Lotka ve Volterra'nın av-avcı denklemleri
Besin ağları
Tüm bir ekosistemde kim kimi yer ve enerji içinden nasıl geçer.
Yanıtladığı soru: Bir tür ortadan kalkarsa sistemin geri kalanına ne olur?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek beslenme bağlantılarını ölçmek, model ağlarının varsaydığından zordur.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık bir model besin ağının kararlılığını çözümleyen bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1972 Robert May'in model besin ağlarının kararlılık çözümlemesi
Orman dinamikleri
Yüzyıllar boyunca ışık için rekabet eden, çimlenen ve ölen tek tek ağaçlar.
Yanıtladığı soru: Bu orman iki yüz yıl sonra nasıl görünecek?
Dışarıda bıraktığı: Bir ağaç türünün değişen iklime nasıl yanıt vereceğini kalibre etmek hâlâ zordur.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1013 FLOPS yaklaşık yüzyıllar boyunca tek tek ağaçları izleyen bir üniversite kümesiŞu tarihten beri: 1970 Botkin, Janak ve Wallis'in orman ardıllığının JABOWA boşluk modeli
Balıkçılık ve yaban hayatı yönetimi
Doğum, büyüme ve belirsizlikle avlanan balık ya da hayvan stokları.
Yanıtladığı soru: Nüfus çökmeden her yıl kaç tanesi yakalanabilir?
Dışarıda bıraktığı: Stok değerlendirmeleri, eksik olabilen ya da yanlış bildirilen av verilerine dayanır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık bir av stoku değerlendirme modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1957 Beverton ve Holt'un avlanan balık stoklarının dinamik modeli
Tür yayılım alanları
Türlerin nerede yaşayabildiği ve iklim değiştikçe yayılım alanlarının nasıl kaydığı.
Yanıtladığı soru: Bu tür elli yıl sonra nerelerde hayatta kalabilecek?
Dışarıda bıraktığı: İklimin yayılımdaki ana sınır olduğunu varsayar; rekabeti ve yayılmayı olduğundan az gösterir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık bir biyoiklimsel yayılım modeli uyduran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1986 tür dağılımlarını öngören erken biyoiklimsel zarf modelleri
Yaban hayatı hastalığı
Hayvan popülasyonları arasında hareket eden ve bazen insanlara geçen enfeksiyon.
Yanıtladığı soru: Bu hastalık nüfusu yok edebilir mi ve aşı yemi bunu durdurabilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Yabani hayvanlar arasındaki temas oranlarını doğrudan gözlemlemek zordur.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık yabani bir nüfus içinde hastalık yayılımını simüle eden bir üniversite kümesiŞu tarihten beri: 1991 tilkilerde kuduz yayılımının erken simülasyon modelleri
Genel ekosistem modelleri
Planktondan büyük hayvanlara her organizma türünün, dünya genelinde ortak kurallarla yediği, büyüdüğü, çoğaldığı ve yayıldığı mekanistik bir model.
Yanıtladığı soru: Ekosistem yapısının küresel örüntüleri, bireysel organizmalar için kurallardan ortaya çıkabilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Tek tek türler izlenmez, yalnızca işlevsel gruplar izlenir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1014 FLOPS yaklaşık Birçok simüle yıl için kohort tabanlı küresel çalıştırmalarŞu tarihten beri: 2014 Emergent global patterns of ecosystem structure and function from a mechanistic general ecosystem model (2014) kaynak
Metapopülasyon dinamikleri
Bir tür, bir peyzajdaki birçok yaşam alanı parçasında yaşar; bazılarında yok olur, diğerlerine yeniden yerleşir; model bütünün sürüp sürmediğini sorar.
Yanıtladığı soru: Parçalanmış bir peyzajda bir tür hayatta kalır mı?
Dışarıda bıraktığı: Yayılım basit bir çekirdekle temsil edilir ve yerel yaşam alanı kalitesi sabit tutulur.
Çalıştığı yer: yaklaşık 108 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda yama doluluk simülasyonu.Şu tarihten beri: 1994 Hanski, metapopülasyon dinamiklerinin pratik bir modeli. kaynak
Birey tabanlı ekolojik modeller
Her bitki ya da hayvan kendi durumuyla ayrı ayrı temsil edilir; böylece nüfus örüntüleri birçok bireysel yaşamdan doğar.
Yanıtladığı soru: Bireylerin etkileşimlerinden hangi popülasyon örüntüleri doğar?
Dışarıda bıraktığı: Her birey için parametreler ölçülmesi zordur ve doğrulama güçtür.
Çalıştığı yer: yaklaşık 109 FLOPS yaklaşık bir iş istasyonunda bir peyzajın birey tabanlı simülasyonu.Şu tarihten beri: 1988 Huston, DeAngelis ve Post, yeni bilgisayar modelleri ekoloji kuramını birleştiriyor. kaynak
Mercan kayalığı dayanıklılık modelleri
Mercanlar, algler ve otlayan balıklar bir kayalıkta büyüme, otlama ve bozulma yoluyla yarışır; model, bir kayalığın mercan egemenliğinden alg egemenliğine geçip geçemeyeceğini sorar.
Yanıtladığı soru: Bir resifin yosuna doğru devrilmemesi için ne kadar otlatma gerekir?
Dışarıda bıraktığı: Larva arzı ve ısınmanın etkileri basitleştirilmiş biçimlerde modellenir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 108 FLOPS yaklaşık bir iş istasyonunda mekânsal resif simülasyonları.Şu tarihten beri: 2007 Mumby, Hastings ve Edwards, Karayip mercan resiflerinde eşikler ve dayanıklılık. kaynak
Mekânsal konak-parazitoit ve zararlı kafesleri
Konaklar ve parazitoitler yerel hareketle bir ızgarada yaşar; karmaşık sarmal ve kaotik örüntüler ortaya çıkar ve bunlar aksi hâlde kararsız olacak etkileşimleri dengeler.
Yanıtladığı soru: Uzay, avcıların ve avların aksi hâlde birlikte yaşayamayacakken bir arada var olmasını sağlayabilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek manzaralar düzgün ızgaralar değildir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 106 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda eşleşik harita örgüleri.Şu tarihten beri: 1991 Hassell, Comins ve May, böcek popülasyon dinamiklerinde uzamsal yapı ve kaos. kaynak
Balıkçılık yönetimi strateji değerlendirmesi
Simüle bir balık stoku ve balıkçılığı, farklı avlanma kurallarıyla, gürültülü veri ve her kurala geri beslenen belirsizlikle çalıştırılır; hataya rağmen işleyen kuralları bulmak için.
Yanıtladığı soru: Büyüklüğünü bilmediğimizde hangi avlanma kuralı bir stoku sağlıklı tutar?
Dışarıda bıraktığı: İşletme modelleri, yanlış olabilecek stok biyolojisi ve balıkçılar hakkındaki varsayımlara dayanır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 109 FLOPS yaklaşık bir kümede binlerce simüle yönetim öngörüsü.Şu tarihten beri: 1999 Butterworth ve Punt'ın yönetim yöntemlerini değerlendirme ve uygulama deneyimleri. kaynak
Trofik kütle dengesi ekosistem modelleri
Bir deniz besin ağı, gruplar arasında dengeli biyokütle akışları olarak tanımlanır, sonra avcılığın ya da yırtıcılardaki değişimlerin etkisini görmek için zaman içinde çalıştırılır.
Yanıtladığı soru: Bir tür daha yoğun avlandığında ekosistemin tamamına ne olur?
Dışarıda bıraktığı: Gruplar tek bir küme halinde ele alınır ve beslenme verileri eksiktir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 107 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda denge ve zamana bağlı dinamik çalıştırmalar.Şu tarihten beri: 1997 Walters, Christensen and Pauly, structuring dynamic models of exploited ecosystems from trophic mass-balance assessments. kaynak
Plankton ekosistem modelleri
Okyanus yüzey katmanındaki besinler, fitoplankton, zooplankton ve döküntü büyüme, otlanma ve çökme yoluyla bağlanır.
Yanıtladığı soru: Plankton üretimi ışığa, besine ve karışmaya nasıl yanıt verir?
Dışarıda bıraktığı: Birçok tür birkaç grupta toplanır ve parametreler bölgeye göre farklılaşır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık bir kümede okyanus dolaşım modelleriyle eşleşik.Şu tarihten beri: 1990 Fasham, Ducklow ve McKelvie'nin okyanus karışık tabakasındaki plankton dinamiğinin azot tabanlı modeli. kaynak
Göl ötrofikasyon modelleri
Sığ bir gölde besinler, algler, bitkiler ve balıklar modellenir; berrak suyun ne zaman bulanıklaşmaya döndüğü ve nasıl iyileştirilebileceği sorulur.
Yanıtladığı soru: Bir göl bulanıklaşmadan önce ne kadar besin alabilir ve iyileştirme bunu geri çevirir mi?
Dışarıda bıraktığı: Her göl kendi kalibrasyonunu gerektirir ve tortu dinamikleri belirsizdir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 107 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda adi diferansiyel denklemler.Şu tarihten beri: 1995 Janse ve Van Liere, PCLake, göl iyileştirme senaryolarını değerlendirmek için bir modelleme aracı. kaynak
Deniz larvası yayılımı ve bağlantılılığı
Sanal larvalar resiflerden salınır ve modellenmiş okyanus akıntılarıyla taşınır; hangi popülasyonların hangilerini beslediğini gösteren bir harita kurulur.
Yanıtladığı soru: Hangi resifler hangilerini besler ve korunan bir alan ne kadar büyük olmalı?
Dışarıda bıraktığı: Larva davranışı ve ölümlülüğü yeterince gözlenmemiştir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık bir kümede okyanus modeli çıktısında parçacık izleme.Şu tarihten beri: 2006 Cowen ve çalışma arkadaşlarının deniz popülasyonlarında bağlantısallığın ölçeklenmesi. kaynak
Bal arısı kolonisi ve peyzaj modelleri
Bütün bir arı kolonisinin yavrusu, işçileri ve stokları gün gün simüle edilir; toplayıcılar bir peyzajdaki çiçeklerden besin alır ve akarlarla, pestisitle ve havayla karşılaşır.
Yanıtladığı soru: Bu koloni bu peyzajda kışı atlatacak mı?
Dışarıda bıraktığı: Peyzajın çiçek arzı ve arıların kararları basitleştirilmiştir; ana arı kaybı ve hastalık ise yalnızca kaba biçimde dahil edilir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 109 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda koloni-yılı başına dakikalar.Şu tarihten beri: 2014 Becher ve çalışma arkadaşlarının bal arısı koloni dinamiği ve yiyecek aramasına ilişkin BEEHAVE modeli. kaynak
Peyzajlar boyunca tozlaşma hizmeti
Yaban arısı yuvalama yerleri ve çiçek kaynakları bir peyzaj boyunca haritalanır ve her ekin tarlasına, ziyaret eden tozlayıcılar için bir tahmin verilir.
Yanıtladığı soru: Çevredeki yaşam alanı ekin tozlaşmasının ne kadarını sağlar ve kaldırılırsa ne olur?
Dışarıda bıraktığı: Arıların yiyecek araması yuvadan uzaklıkla azalmaya indirgenmiştir ve arı bolluğu gerçek ürün verimi için zayıf bir göstergedir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 108 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda bölge başına saniyelerden dakikalara.Şu tarihten beri: 2009 Lonsdorf ve çalışma arkadaşlarının tarım peyzajlarında tozlaşma hizmetleri modeli. kaynak
Rüzgârla tohum ve polen yayılımı modelleri
Türbülanslı havaya salınan tohumlar ve polen rüzgâr yönünde taşınır ve rastgele düşer; nereye indiklerinin bir dağılımı oluşur.
Yanıtladığı soru: Bir bitkinin tohumları ne kadar uzağa gider ve bitki ne kadar hızlı yayılabilir?
Dışarıda bıraktığı: Nadir uzun sıçramalar yayılım için en önemlisidir ama ölçülmesi en zor olandır, bu yüzden dağılımın kuyruğu iyi bilinmez.
Çalıştığı yer: yaklaşık 108 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda dakikalar.Şu tarihten beri: 1989 Okubo ve Levin'in tohum ve polenin rüzgârla yayılmasının veri çözümlemesi için kuramsal çerçevesi. kaynak
Yakın vadeli ekolojik tahmin
Bir ekosistem modeli, hava tahmininde olduğu gibi günlerden yıllara ileri doğru çalıştırılır ve her yeni gözlem geldiğinde güncellenir.
Yanıtladığı soru: Bir gölün, ormanın ya da balıkçılığın durumu, dürüst hata çubuklarıyla bir sonraki sezon için tahmin edilebilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Ekolojik veri hava verisine kıyasla seyrektir ve süreçler daha az bilinir; bu yüzden tahminler çoğu zaman basit bir temel çizgiyi ancak geçer.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık bir kümede yenilenen binlerce çalıştırmadan oluşan topluluklar.Şu tarihten beri: 2018 Dietze ve çalışma arkadaşlarının yinelemeli yakın dönem ekolojik tahmin çerçevesi. kaynak
Boyut spektrumlu ekosistem modelleri
Bir ekosistemdeki bütün organizmalar beden büyüklüğüne göre gruplanır; enerji yenilip yenerek küçükten büyüğe akar ve büyüme ile ölüm yalnızca boyuta göre belirlenir.
Yanıtladığı soru: Balıkçılık baskısı, denizdeki küçük ve büyük balıkların dengesini nasıl yeniden biçimlendirir?
Dışarıda bıraktığı: Türün kimliği yok sayılır; bu yüzden aynı boyutta ama farklı beslenen yırtıcılar aynı kabul edilir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 109 FLOPS yaklaşık bir iş istasyonunda dakikalardan saatlere.Şu tarihten beri: 1978 Silvert ve Platt'ın pelajik ekosistemde boyuta göre enerji akısı için zamana bağlı denklemi. kaynak
Nötr topluluk modelleri
Doğum, ölüm ve yayılmada özdeş sayılan türlerden oluşan bir topluluk; hangilerinin yaygın olacağını yalnızca şans ve göç belirler.
Yanıtladığı soru: Tür bolluğu örüntüsünün ne kadarı, aralarında hiçbir fark gerektirmez?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek türler açıkça farklıdır, bu yüzden model herhangi bir topluluğun tanımı olarak değil, boş bir referans modeli olarak çalışır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 109 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda dakikalar.Şu tarihten beri: 1976 Caswell'in topluluk yapısının yansız model çözümlemesi. kaynak
Popülasyon genetiği
Nesiller boyunca sürüklenen, mutasyona uğrayan ve seçilen gen varyantları.
Yanıtladığı soru: Gördüğümüz çeşitliliğin ne kadarı şans, ne kadarı seçilimdir?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek popülasyonlar, rastgele çiftleşme ve sabit büyüklük gibi basitleştirici varsayımları çiğner.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık bir genom boyunca sürüklenmeyi ve seçilimi simüle eden bir üniversite kümesiŞu tarihten beri: 1964 yansız kuram altında genetik sürüklenmenin erken bilgisayar simülasyonları
Birleşim ve filogenetik simülasyon
Genlerin ya da türlerin soy ağaçları, gerçek DNA'yı okuma yöntemlerini sınamak için zamanda geriye doğru simüle edilir.
Yanıtladığı soru: Yöntem, DNA'dan gerçek tarihi geri kazanabilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Basit bir nüfus tarihi varsayar; gerçek demografi daha karmaşıktır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık gen ağaçlarını zamanda geriye doğru simüle eden bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1983 Hudson'ın popülasyon genetiği için erken birleşme (koalesan) simülasyon yazılımı
Yaşamın kökeni
Kendilerini kopyalayan ve rekabet eden ağlar oluşturan basit kimyasallar.
Yanıtladığı soru: Kimya, biyolojiye nasıl geçebilirdi?
Dışarıda bıraktığı: Hiçbir simülasyon henüz canlı sayılabilecek bir şey üretmedi.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1012 FLOPS yaklaşık kendini kopyalayan kimyasal ağları simüle eden bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1971 Eigen ve Schuster'in kendini kopyalayan kimyanın hiperdöngü modelleri
Konak-parazit birlikte evrimi
Savunma geliştiren konaklar ve bunların etrafından dolanmanın yolunu evrimleştiren parazitler; her kuşağın simüle edilmiş nüfusu, belirli bir kazananı olmayan modellenmiş bir silahlanma yarışında ötekine karşılık verir.
Yanıtladığı soru: Bir konak-parazit silahlanma yarışı dengeye mi ulaşır, yoksa iki taraf da kalıcı bir üstünlük kazanmadan sonsuza dek mi sürer?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek konaklar ve parazitler, çevrelerindeki her şeyle aynı anda karşılıklı evrim geçirir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1011 FLOPS yaklaşık çok nesilli bir birlikte evrim modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1990 birlikte evrimin Kızıl Kraliçe hipotezini sınayan erken simülasyonlar
Türleşme ve makroevrim modelleri
Milyonlarca simüle edilmiş yıl boyunca ayrılan, süren ve yok olan soylar; basit kuralların hangi çeşitlilik örüntülerini ve soy ağacı biçimlerini üreteceğini sınar.
Yanıtladığı soru: Gördüğümüz tür örüntüsü yalnızca soyların basit doğum ve ölümünden gelmiş olabilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Fosil ve genetik kayıtlar yamalıdır, bu yüzden birçok farklı kural aynı örüntüye uyabilir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık doğum-ölüm dallanma süreçlerini simüle eden bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1969 evrimsel ağaçları incelemek için kullanılan erken doğum-ölüm çeşitlenme modelleri
Cinsel seçilim ve eş seçimi evrimi
Bir süs ve ona yönelik tercihin birlikte evrimleştiği simüle bir nüfus; yalnızca dişi seçiminin bir uca doğru kontrolden çıkıp çıkamayacağını sınar.
Yanıtladığı soru: Yalnızca eş seçimi bir özelliği abartılı, maliyetli bir uca sürükleyebilir mi?
Dışarıda bıraktığı: Tercih ve özelliğin basitçe kalıtsal olduğunu varsayar; bu, gerçek eş seçiminin çoğundan daha basittir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık eşleşik özelliklerin genetik modelini çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1981 Lande'nin kaçak cinsel seçilimin popülasyon genetiği modeli
Birlikte evrimin uyarlanabilir dinamikleri
Bir özellik, küçük etkili mutasyonlarla evrimleşir; bunlar mevcut nüfusa karşı sınanır ve evrimsel kararlı durumlara ya da dallara ayrılmaya yol açar.
Yanıtladığı soru: Evrim nerede dengeye oturur ve bir soy hattı ne zaman ayrılır?
Dışarıda bıraktığı: Nadir mutasyonlar ve basit özellik uzayları varsayar.
Çalıştığı yer: yaklaşık 106 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda çözümleme ve simülasyon.Şu tarihten beri: 1996 Dieckmann ve Law'un stokastik ekolojik süreçlerden türetilen birlikte evrimin dinamik kuramı. kaynak
Gen sürücüsü popülasyon modelleri
Olağan kalıtımdan daha hızlı yayılan bir genetik öğe, bir zararlı türü bastırıp bastıramayacağını ya da değiştirip değiştiremeyeceğini sormak için modellenmiş bir popülasyona salınır.
Yanıtladığı soru: Bir gen sürücüsü yabani bir popülasyonda yayılır mıydı ve direnç onu durdurabilir miydi?
Dışarıda bıraktığı: Gerçek yayılma ve direncin evrimi, bir salımdan önce iyi bilinmez.
Çalıştığı yer: yaklaşık 108 FLOPS yaklaşık bir iş istasyonunda genetik içeren mekânsal popülasyon simülasyonları.Şu tarihten beri: 2003 Burt'ün doğal popülasyonların denetimi ve genetik mühendisliği için bölgeye özgü bencil genleri araç olarak kullanması. kaynak
İleri zamanlı genom simülasyonu
Her birey ve genomu, seçilim, bağlantı ve çeşitli demografiyle nesiller boyunca izlenir; gerçek DNA örüntülerinin nasıl oluştuğunu görmek için.
Yanıtladığı soru: Seçilim ve popülasyon geçmişi, bir türün genomlarında ne bırakır?
Dışarıda bıraktığı: Popülasyon büyüklükleri çalışmayı mümkün kılmak için küçültülür; bu, seçilim ile sürüklenmenin dengesini bozar.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1014 FLOPS yaklaşık birçok nesil boyunca büyük bir nüfus için bir kümede günler.Şu tarihten beri: 2013 Messer'in SLiM'i, seçilim ve bağlantılı kalıtım içeren ileri zamanlı bir evrim simülatörü. kaynak
Hayvan çatışma stratejileri
Bir kaynak için rastgele karşılaşan bireyler sabit stratejiler arasından seçer ve karışım, hiçbir mutantın iyileştiremeyeceği bir noktada dengelenir.
Yanıtladığı soru: Başkalarının yaptıkları göz önüne alındığında, savaşmak mı yoksa geri çekilmek mi daha iyi politikadır?
Dışarıda bıraktığı: Hayvanlar, öğrenme, bellek ya da bireysel farklılık olmadan kısa bir strateji listesine indirgenir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 106 FLOPS yaklaşık bir dizüstü bilgisayarda saniyeler.Şu tarihten beri: 1973 Maynard Smith ve Price'ın 'The logic of animal conflict' çalışması. kaynak
Popülasyon yaşayabilirlik çözümlemesi
Küçük, tehdit altındaki bir nüfusun doğumları, ölümleri ve felaketleri birçok kez ileri sarılır; hayatta kalma ihtimalini ve ne kadar süreceğini kestirmek için.
Yanıtladığı soru: Bu nüfusun önümüzdeki yüz yıl içinde yok olma olasılığı nedir?
Dışarıda bıraktığı: Nadir bir türün küçük örneklemleri, girdi sayılarının kendisini son derece belirsiz bırakır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık binlerce stokastik yörüngeyi çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1980 nesli tükenmekte olan türler için yok olma riskini kestiren erken stokastik modeller
Rezerv ve koridor tasarımı
Aday alanlar ve aralarındaki bağlantılar, maliyete ve koruyacakları türlere göre puanlanır; en çoğunu kapsayan en küçük koruma alanı ağı aranır.
Yanıtladığı soru: Hangi arsa kümesi en çok türü en az maliyetle korur?
Dışarıda bıraktığı: Var olan tür verilerine göre eniyilenir; bu veriler, orada gerçekte yaşayanların küçük bir bölümüdür.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık bir koruma alanı seçimi eniyilemesini çözen bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1988 koruma planlaması için erken sistematik koruma alanı seçim algoritmaları
Yeniden salım ve nakil planlaması
Yeni ya da eski bir yaşam alanına salınan küçük bir kurucu grup; bölgenin taşıma kapasitesi ve kurucuların genetiği göz önüne alındığında yerleşip yerleşmediğini görmek için ileriye doğru izlenir.
Yanıtladığı soru: Bu hayvanları buraya salmak gerçekten kalıcı bir popülasyon kuracak mı?
Dışarıda bıraktığı: Salım noktasındaki yaşam alanı kalitesi ve hastalık riski çoğu zaman ölçülmez, kabaca tahmin edilir.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık bir kurucu popülasyon modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1990 büyük bir memelinin yeniden yerleştirilmesini planlamak için kullanılan erken simülasyon modelleri
İstilacı tür yayılımı
Bir peyzaja sokulmuş ve hücre hücre yayılan yabancı bir tür; engellerin, itlafın ya da biyolojik kontrolün ne kadar uzağa gideceğine etkisi.
Yanıtladığı soru: Bu istilacı tür ne kadar hızlı yayılacak ve kontrol çabası önce nereye yönelmeli?
Dışarıda bıraktığı: Yeni istilacılar çoğu zaman, geçmişteki hiçbir istilanın modeli hazırlamadığı biçimlerde yayılır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık bir peyzaj yayılım modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1951 Skellam'ın yayılan bir nüfusun difüzyon modeli
Kaçak avcılık ve kaçak avcılıkla mücadele devriye oyunları
Korunan bir alanın haritası üzerinde tekrarlanan bir oyunda oyuncu olarak korucular ve kaçak avcılar; devriyeler her yerde olamadığında nereye gitmeleri gerektiğine karar vermek için kullanılır.
Yanıtladığı soru: Sınırlı sayıdaki korucular, stratejik bir kaçak avcıya karşı en çok işi yapmak için nerede devriye gezmeli?
Dışarıda bıraktığı: Akılcı, sabırlı bir kaçak avcı varsayar; oysa büyük kısmı fırsatçıdır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık bir devriye haritası üzerinde güvenlik oyununu çözen bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 2014 yaban hayatı korucu devriyelerinin çizelgelenmesine uygulanan erken güvenlik oyunu modelleri
Yeniden vahşileştirme ve trofik çağlayan modellemesi
Bir besin ağına geri eklenen bir yırtıcı ya da başka bir anahtar tür; av, bitki örtüsü ve hatta nehirler üzerindeki zincirleme etkileri izlenir.
Yanıtladığı soru: Bu türü geri getirirsek ekosistemin geri kalanına ne olur?
Dışarıda bıraktığı: Ünlü zincirleme çöküşler on yıllar sürdü ve sonradan modellemek, önceden tahmin etmekten kolaydır.
Çalıştığı yer: yaklaşık 1010 FLOPS yaklaşık çok türlü bir besin ağı modeli çalıştıran bir masaüstü iş istasyonuŞu tarihten beri: 1995 Yellowstone'a yeniden salınan kurtlar, sonradan zincirleme etkileri için modellendi