🥌 📦 🗡️ रॉक-पेपर-कैंची खेलने के सिद्धांत से जैव विविधता विकसित हो सकती है 👩🏽‍🏭 👆 👨🏽‍🤝‍👨🏼

हाल की खोजों ने सबूतों के लिए वजन जोड़ा कि गैर-संक्रामक प्रजातियां प्रकृति की विविधता को समृद्ध करती हैं

ऐसा लगता है कि कुछ प्रजातियां "रॉक-पेपर-कैंची" के समान खेल में प्रतिस्पर्धा करती हैं, जिसमें कोई भी प्रजाति दीर्घकालिक प्रभुत्व प्राप्त नहीं करती है। शायद यह एक कारण है कि प्रकृति इतनी समृद्ध जैव विविधता को बनाए रखने में सक्षम है।

यूसीएसडी यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया में सिंथेटिक बायोलॉजी के पायनियर जेफ हाइटी ने कृत्रिम रूप से निर्मित बैक्टीरिया में आनुवांशिक पैटर्न के सहयोग को सक्षम करने के लिए अपने 20 साल के करियर में रणनीति विकसित कर रहे हैं। लेकिन कुछ साल पहले, हाइट को यह स्वीकार करना पड़ा कि यहां तक कि वह मामूली जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई को भी मूर्ख नहीं बना सकता था।

Haesty को उपयोगी, अच्छी तरह से विनियमित आनुवंशिक गुणों को बनाने या कोशिकाओं में काम करने में कोई समस्या नहीं थी। यह सिर्फ इतना आसान था। अधिक कठिन, वह जल्द ही पता चला, इन गुणों को बनाए रख रहा था। यदि एक सेल को वांछित प्रोटीन बनाने के लिए अपने संसाधनों के हिस्से को पुनर्निर्देशित करना पड़ता है, तो यह अन्य कोशिकाओं की तुलना में काफी कम व्यवहार्य हो जाता है जो इसे संश्लेषित नहीं करते हैं। और अनिवार्य रूप से, कोशिकाओं ने उन उत्परिवर्तनों का अधिग्रहण किया जो आनुवंशिक योजनाओं को बंद कर देते हैं, जिसके बाद म्यूटेंट जल्दी से मूल कोशिकाओं को बदल देते हैं। नतीजतन, वांछित विशेषता गायब हो गई, कभी-कभी केवल 36 घंटों में।

"सवाल यह नहीं है कि क्या यह गायब हो जाएगा, सवाल केवल समय में है," हाइट ने कहा।

इन वर्षों में, Haesty ई। कोलाई उत्परिवर्तन देखा है अपने सभी इतने सुरुचिपूर्ण ढंग से डिजाइन सिस्टम को ओवरराइड करता है। हालांकि, पिछले साल सितंबर में, Haesty, उनके स्नातक छात्र माइकल लियाओ, और उनके सहयोगियों ने रणनीति विज्ञान में प्रकाशित एक रणनीति को "अन्य कीटाणुओं से दबाव" के साथ उत्परिवर्तन से भी बैक्टीरिया को रोकने के लिए एक रणनीति तैयार की, जैसा कि लेख पर टिप्पणी में बताया गया है । यूसीएसडी टीम ने एक साथ काम करने वाले तीन कृत्रिम ई। कोलाई उपभेदों का उपयोग किया। प्रत्येक तनाव ने एक विष का उत्पादन किया, आत्मरक्षा के लिए इसके अनुरूप एंटीटॉक्सिन और अन्य दो उपभेदों में से एक के विष से बचाने के लिए एक और विष। पहला तनाव दूसरे तनाव को मार सकता है, लेकिन तीसरा नहीं; दूसरा तीसरे को मार सकता है, लेकिन पहले को नहीं; तीसरा पहला मार सकता था, लेकिन दूसरा नहीं।

इस परिपत्र प्रतिपक्षी का मतलब था कि क्रमिक रूप से बैक्टीरिया के उपभेदों को जोड़कर, शोधकर्ता ई। कोलाई की एक उच्च एकाग्रता बनाए रख सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि नए विषाक्त पदार्थ अनावश्यक म्यूटेंट को पिघलाएंगे। कोशिकाओं के पर्यावरणीय संपर्क ने प्रणाली को स्थिर कर दिया।

माइकल लियाओ, यूसीएसडी में बायोडायनामिक्स एंड सिंथेटिक बायोलॉजी में स्नातकोत्तर छात्र

यह परियोजना एक करीबी की ओर आकर्षित कर रही थी जब लियाओ ने पाया कि अन्य वैज्ञानिक पहले से ही इस तरह की रणनीति पर ध्यान दे रहे थे। पारिस्थितिकी और विकास में शोधकर्ता दशकों से यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या यह उनके क्षेत्रों में मुख्य प्रश्नों में से एक का जवाब है: प्रकृति में इतनी बड़ी जैव विविधता कैसे बचती है? हालाँकि, यदि हम वैज्ञानिक इतिहास को अलग रख दें, तो हम याद कर सकते हैं कि इस रणनीति को एक खेल की आड़ में बेहतर जाना जाता है, जिसका उपयोग दुनिया भर के बच्चे खेल के मैदानों पर विवादों को सुलझाने के लिए करते हैं।

यह एक रॉक-पेपर-कैंची का खेल है, जो "गेम थ्योरी और विकासवादी सिद्धांत में एक क्लासिक गेम है", कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता क्रूज़ के गणितीय जीवविज्ञानी बैरी सिनवेरो ने कहा, जिनके धब्बेदार पक्षीय इगुआनाओं के अध्ययन ने पारिस्थितिक तंत्र के लिए उनके महत्व को निर्धारित करने में मदद की।

खेल के नियम सरल हैं: कैंची पत्थर को हरा देती है, कागज कैंची को हरा देता है, पत्थर कागज को हरा देता है। किसी भी खिलाड़ी के पास कोई फायदा नहीं है, और जीतने की संभावना खिलाड़ी की पसंद की परवाह किए बिना समान है। एक साथ खेलते समय, हमेशा एक स्पष्ट विजेता होता है। लेकिन जब आप अधिक खिलाड़ी जोड़ते हैं, तो खेल अधिक जटिल हो जाता है, और विभिन्न रणनीतियों की सफलता अक्सर बढ़ती है और चक्रीय रूप से गिरती है।

रॉक-पेपर-कैंची खेल का अध्ययन करने वाले जीवविज्ञानी कई, कभी-कभी सैकड़ों प्रजातियों के लिए इस खेल का कोर्स करते हैं। उन्होंने इस सवाल की भी पड़ताल की कि विभिन्न परिदृश्यों पर प्रजातियों की परस्पर क्रिया, विभिन्न गतिशीलता वाली प्रजातियों और प्रतिस्पर्धा की इच्छा के साथ यह कैसे बदलता है। उन्होंने पाया कि समय के साथ खेलना संभवतः प्रजातियों को एक ही स्थान पर सह-अस्तित्व में लाने की अनुमति देता है, मुख्य रूप से प्रमुख प्रजातियों को बदलते हुए।

जीवित प्रणालियों के लिए वैज्ञानिक अभी भी इस खेल के वास्तविक महत्व को निर्धारित करते हैं, लेकिन उनकी खोज पर्यावरणीय गतिशीलता, जैव प्रौद्योगिकी, संरक्षण नीतियों के विकास या समझ के सिद्धांत को प्रभावित कर सकती है। "यह एक सार्वभौमिक खेल है, जो बहुत सुविधाजनक है," सिनेरवो ने कहा। "रॉक-पेपर-कैंची पूरे जैविक ब्रह्मांड को कवर करते हैं।"

उर्वरता समीकरण

जब चार्ल्स डार्विन ने 1859 में प्राकृतिक चयन के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया, तो उन्होंने और उनके समकालीनों ने यह अनुमान लगाया कि व्यक्तियों के बीच प्रतिस्पर्धा विकास के पीछे की ताकत है। उनके काम के बाद के प्रयोगों के 150 से अधिक वर्षों ने पुष्टि की है कि प्रतियोगिता वास्तव में विकास के पीछे मुख्य प्रेरणा शक्ति है। केवल एक समस्या है।

यदि साधारण प्रतिस्पर्धा विकास की एकमात्र प्रेरक शक्ति थी, तो अरबों वर्षों में बहुत ही प्रतिस्पर्धी प्रजातियों की एक छोटी संख्या ही रहेगी। इसके बजाय, ग्रह विभिन्न प्रकार के एक अद्भुत सरणी का दावा करता है। प्रजातियों की संख्या का अनुमान लगाना लगभग असंभव है; अंतिम प्रयासों में से एक में, 2 बिलियन की संख्या को बुलाया गया था , लेकिन पहले यह संख्या 10 मिलियन की सीमा में अनुमानित थीअप करने के लिए 1 ट्रिलियन । अमेज़न के पेड़ों की 6,700 से अधिक प्रजातियाँ और अन्य पौधों की 7300 प्रजातियाँ अमेज़ॅन जंगल के निचले इलाकों में रहती हैं - और ये संख्या वहाँ रहने वाले कीटों, स्तनधारियों, कवक और रोगाणुओं की प्रजातियों की संख्या के करीब भी नहीं आती हैं।

स्विस फेडरल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के इकोलॉजिस्ट डैनियल मेनार्ड ने कहा, "हम स्थिति का अध्ययन करते हैं और देखते हैं कि हजारों, यहां तक कि लाखों रोगाणु भी एक हेक्टेयर वन पर रहते हैं।" "और आप जो भी करते हैं, वे सभी जीवित रहते हैं।" ऐसा नहीं होता है कि एक प्रजाति अन्य सभी को डराती है।

जैव विविधता को समझाने में पहली सफलताओं में से एक पारिस्थितिकी नहीं, बल्कि गणित का अध्ययन था। 1910 में, अमेरिकी जीवविज्ञानी और सांख्यिकीविद् अल्फ्रेड लोटकाकुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्णन समीकरणों का एक सेट विकसित किया। 1925 तक, उन्होंने महसूस किया कि शिकारी आबादी और उनके शिकार में चक्रीय परिवर्तनों का वर्णन करने के लिए समान समीकरणों का उपयोग किया जा सकता है। एक साल बाद, इतालवी गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी वीटो वोल्त्रा ने स्वतंत्र रूप से समान समीकरणों का विकास किया।

उनके काम से पता चला कि शिकारियों की संख्या शिकार की मात्रा पर निर्भर करती है। इसी तरह का एक विचार स्पष्ट लग सकता है, ऑस्ट्रेलिया में क्वींसलैंड विश्वविद्यालय में एक पारिस्थितिकीविद् मार्गरेट मेफील्ड कहती हैं , लेकिन उस समय लोटका और वोल्त्रा समीकरण एक सफलता थे - उन्होंने पारिस्थितिकीविदों को प्रकृति को मापने और मॉडल करने का एक तरीका दिया।

लेकिन समीकरण अभी भी सही नहीं थे। वे उपयोगी, लेकिन सरलीकृत मान्यताओं पर भरोसा करते थे, और उन प्रजातियों के बीच बातचीत को मॉडल नहीं कर सकते थे जो शिकारियों और एक दूसरे के लिए शिकार नहीं हैं, लेकिन एक ही समय में संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं।

1975 में सब कुछ बदलने लगा, जब गणितज्ञ रॉबर्ट मे और वारेन लियोनार्ड ने अनुकूलन कियालोटका-वोल्तेरा क्लासिक समीकरण जो पारिस्थितिकीविदों को अकर्मक प्रतिस्पर्धा कहते हैं। जब प्रतियोगिता सकर्मक होती है, तो इसमें एक पदानुक्रम होता है: यदि A, B को जीतता है और B, B को जीतता है, तो A, B को भी जीतता है, जो A को किसी भी प्रतियोगिता में विजेता बनाता है। गैर-संक्रमणीय प्रतियोगिता में ऐसी पदानुक्रम नहीं होती है, B इसमें A को हरा सकता है। और स्पष्ट विजेता के बचे रहने के बजाय, A कुछ समय के लिए हावी रहता है, फिर B को रास्ता देता है, जो B को रास्ता देता है, इसके बाद A.

May और Leonard का पुनरुद्धार होता है। वास्तव में, उन्होंने गणित बनाया जो पारिस्थितिकी में रॉक-पेपर-कैंची का वर्णन करता है। बाद में, गणितज्ञों ने यह दिखाने के लिए अपने काम का विस्तार किया कि लगभग अनंत संख्या में प्रजातियां इस तरह के अप्रतिस्पर्धी इंटरैक्शन में भाग ले सकती हैं।

मेनार्ड ने एक ग्लैडीएटर मैच के रूप में इसकी कल्पना करने का सुझाव दिया। एक अनुभवी सेनानी के खिलाफ लड़ाई में, तलवार चलाने वाला हार सकता है। लेकिन अगर आप 100 सेनानियों का एक समूह लेते हैं, तो अन्य रक्षा विकल्प दिखाई देते हैं - उदाहरण के लिए, एक मजबूत लड़ाकू के साथ गठबंधन। इस तरह की रणनीति उन्हें अपने प्रतिद्वंद्वियों को पछाड़ने और विजेता बनने में मदद कर सकती है।

कोर्टशिप गेम्स

70 और 80 के दशक में, वैज्ञानिकों ने वास्तविक जीवन के उदाहरणों का दस्तावेजीकरण करना शुरू किया, जहां प्रवाल भित्तियों पर रहने वाले जीवों की बातचीत, साथ ही साथ खमीर उपभेदों के बीच Saccharomyces cerevisiae, खेल पत्थर-कैंची-पेपर के नियमों का पालन किया। सबसे प्रसिद्ध पढ़ाई के बीच में था Cinervo के काम धब्बेदार तरफा गोह पर, 1996 में नेचर में प्रकाशित

नर देखा तरफा गोह एक नीले गले के साथ, तस्वीर में से एक की तरह, के लिए एक साथ आते हैं सहयोगात्मक उनके महिलाओं की रक्षा करना। नारंगी और पीली गर्दन वाले इन इगुआनाओं की अन्य प्रतिस्पर्धी प्रजातियां विभिन्न रणनीतियों का उपयोग करती हैं।

पहली नज़र में, स्पॉटेड साइडेड इगुआना साधारण अपने नाम तक रहता है। यह एक छोटे से भूरे रंग की छिपकली है जो किसी व्यक्ति की उंगली की लंबाई है, जिसकी मुख्य विशिष्ट विशेषता पीठ पर पैटर्न और रंगीन गले है। हालांकि, इन इगुआनाओं की जोड़ी असामान्य है। 1990 में, सिनवेरो ने मेरेड्ड शहर के पास कैलिफोर्निया तटीय रिज के ढलानों पर धब्बेदार पक्षीय इगुआनाओं के बहुत केंद्र की यात्रा की। सिंरवो ने पांच साल तक अध्ययन किया कि कैसे इगुआना पुरुष अपनी मादाओं को " सही स्वाइप " करने के लिए मनाते हैं - और वे अपने प्रतिद्वंद्वियों की हिम्मत कैसे बढ़ाती हैं।

सिनवेरो जानता था कि पुरुषों में संभोग की रणनीति गले पर एक रंगीन जगह से निर्धारित होती है। ऑरेंज-थ्रोटेड छिपकली बहुत प्रतिस्पर्धी हैं। वे स्वतंत्र रूप से मादा की बड़ी हरियाली की रक्षा करते हैं और अपने क्षेत्र पर अतिक्रमण करने वाले किसी भी नर पर हमला करते हैं। नीले धब्बों के साथ नर क्षेत्र और महिलाओं की रक्षा के लिए सहयोग करते हैं - इस तरह की रणनीति नारंगी के खिलाफ कम या ज्यादा प्रभावी है। लेकिन दूसरी ओर, यह विश्वासघाती येल्लो के खिलाफ अच्छी तरह से मदद करता है, यौन परिपक्व महिलाओं की उपस्थिति की नकल करता है, और प्रतिस्पर्धा के डर के बिना, वहाँ संभोग करने के लिए संतरे के क्षेत्र में प्रवेश करता है।

बैरी सिनर्वो, सांता क्रूज़ में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय से गणितीय जीवविज्ञानी हैं

सिनवेरो ने उल्लेख किया कि उनके द्वारा अध्ययन किए गए क्षेत्र में, प्रत्येक रंग एक या दो साल तक हावी रहा, जिसके बाद उनके प्रतिद्वंद्वियों में से एक ने उठाया: नीले रंग ने नारंगी को रास्ता दिया, जिसने पीले रंग का रास्ता दिया, जिसने फिर से नीले रंग का मार्ग दिया। कुछ स्थानों पर केवल एक ही रंग था, लेकिन सिनवेरो ने कभी नहीं देखा कि केवल दो रंग एक साथ रहते थे - उनमें से एक ने हमेशा दूसरे को पूरी तरह से बदल दिया। लेकिन तीन रंगों के साथ, आबादी में प्रभुत्व में उतार-चढ़ाव था। जब सिनेवेरो और उनके सहयोगियों ने बाद में अपनी टिप्पणियों का वर्णन करते हुए समीकरण लिखना शुरू किया, तो उन्हें जल्द ही एहसास हुआ कि वे एक प्रकार के रॉक-पेपर-कैंची गेम का वर्णन कर रहे हैं।

इस खेल को कैसे विकसित किया जाता है इसके अन्य प्राकृतिक उदाहरण खोजे गए हैं। 2020 के लिए द अमेरिकन नेचुरलिस्ट के फरवरी अंक में, सिनर्वो और सहकर्मियों का वर्णन है, क्योंकि यह खेल कृन्तकों की 288 प्रजातियों के बीच कुछ संभोग रणनीतियों की प्रबलता की व्याख्या करता है, और कुछ प्रजातियों में मोनोगैमी, बहुविवाह, या प्रॉमिसियस रिश्ते क्यों प्रबल होंगे।

फिर भी, प्रकृति की टिप्पणियों से हमें पूरी जानकारी नहीं मिलेगी। यह समझने के लिए कि प्रजातियों के बीच पत्थर-कैंची-पेपर का खेल किस वातावरण में होता है, और क्या नए समीकरण जैव विविधता को समझाने में मदद कर सकते हैं, वैज्ञानिकों को प्रयोगशाला में लौटना पड़ा।

स्थानीय वातावरण खेल को बदलते हैं

बैक्टीरिया ई। कोलाई की आंतों के निवासी के रूप में खराब प्रतिष्ठा है। हालांकि, कई वर्षों में, माइक्रोबायोलॉजिस्ट ने विभिन्न गुणों के साथ सैकड़ों ई। कोलाई उपभेदों की पहचान की है। एक परिवार में कोल जीन का एक समूह होता है जो कोलिसिन विष का उत्पादन करता है, साथ ही एक प्रोटीन भी होता है जो जीवाणु की रक्षा करता है। कुछ उपभेद कोलीन के प्रति संवेदनशील होते हैं, जबकि अन्य में उत्परिवर्तन होते हैं जो उन्हें इसके प्रति प्रतिरक्षित बनाते हैं। प्रतिरोधी उपभेदों (आर के रूप में जाना जाता है) कोलिसिन-उत्पादक उपभेदों (सी) की तुलना में तेजी से बढ़ता है क्योंकि उन्हें इसके उत्पादन के लिए संसाधन खर्च नहीं करना पड़ता है। संवेदनशील (एस) उपभेदों आर को बेहतर बना सकते हैं क्योंकि सुरक्षात्मक उत्परिवर्तन भी पोषक तत्वों को संचारित करने के लिए कोशिकाओं की क्षमता को बाधित करते हैं। सिस्टम में आदर्श पत्थर-कैंची-पेपर की स्थिति उत्पन्न होती है, क्योंकि आर सी को हराता है, सी एस को हराता है, और एस आर को हरा देता है।

लगभग दो दशक पहले, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के माइक्रोबायोलॉजिस्ट्स ने इन बैक्टीरिया को तीन अलग-अलग स्थितियों में रॉक-पेपर-कैंची खेलने के लिए मजबूर किया: एक फ्लास्क में जहां उन्हें मिलाया गया था; एक स्थिर पेट्री डिश में, जहां उन्हें समूहित किया गया था, आंदोलन को रोकना; एक "मिश्रित" वातावरण में, जहां उनके पास थोड़ी अधिक गतिशीलता थी। प्रकृति के लिए 2002 के एक लेख में , बेंजामिन केर (अब वाशिंगटन विश्वविद्यालय में काम कर रहे), ब्रेंडन बोहनन (अब ओरेगन विश्वविद्यालय में काम कर रहे हैं) और उनके सहयोगियों ने पाया कि फ्लास्क और मिश्रित पेट्री डिश स्ट्रेन आर में समूहों एस और सी पर जल्दी से।

हालांकि, सब कुछ एक स्थिर पेट्री डिश में अलग तरह से चला गया। जब केरी बोहनन ने उसमें पनपने वाले बैक्टीरिया कालोनियों की तस्वीरों का विश्लेषण किया, तो उन्होंने उन जगहों पर पत्थर-कैंची-पेपर की एक ड्राइंग देखी जहां विभिन्न उपभेदों के संपर्क थे। इन परिणामों से पता चला है कि स्थानीय पर्यावरण न केवल रॉक-पेपर-कैंची स्थिति की घटना में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, बल्कि जैव विविधता के बाद के उद्भव और रखरखाव में भी शिकागो विश्वविद्यालय में एक पारिस्थितिक सिद्धांतकार स्टेफानो अललेसिना को समझाया गया है।

अललेसिना ने कहा कि वह स्नातक छात्र के रूप में इस काम को पढ़ते हुए "हैरान" थीं। उन्होंने इस अध्ययन को लिया, अपने सहपाठियों को दिखाया, और एक अलंकारिक प्रश्न पूछा: क्या ई-कोली के 70 उपभेद हैं, तो क्या रॉक-पेपर-कैंची खेल काम कर सकता है?

इस सवाल ने उनके विचारों को नहीं छोड़ा, और अललेसिना ने बड़ी संख्या में खिलाड़ियों के लिए रॉक-पेपर-कैंची का अनुकरण करने में सक्षम कम्प्यूटेशनल मॉडल विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया। उन्होंने पाया कि अपने मॉडल में अतिरिक्त प्रजातियों को जोड़ने से सिस्टम की स्थिरता को मजबूत किया गया , जिससे किसी भी आबादी के विलुप्त होने की संभावना कम हो गई। अपने अध्ययन में मेनार्ड एक ही निष्कर्ष पर पहुंचे: जैव विविधता प्रणाली की स्थिरता के कारण और भी अधिक जैव विविधता उत्पन्न करती है, तब से अधिक जीव सह-अस्तित्व में आ सकते हैं।

मायनार्ड कहते हैं, यह अंतर-निर्भरता गैर-पारगमन की व्यापकता के कारणों में से एक है। "आप हर चीज में सर्वश्रेष्ठ नहीं हो सकते," उन्होंने कहा। "ऐसा जीनोम मौजूद नहीं हो सकता है।" प्रत्येक प्रजाति की अपनी अकिलस हील होती है, जो पत्थर-कैंची-पेपर प्रभाव को स्वयं प्रकट करने की अनुमति देती है, और प्रत्येक प्रजाति को कमजोर बनाती है, लेकिन शिकारियों को बहुत अधिक प्रजनन करने की अनुमति नहीं देती है। अधिक विविध प्रणालियों में स्थिरता और गैर-संक्रामकता के उच्च स्तर होते हैं।

"यह विचार करना मुश्किल है कि हम प्रकृति में अस्थिर रूप में क्या निरीक्षण करते हैं," एलेसिना ने कहा। और प्रणाली की विविधता में वृद्धि के साथ, इसमें पारस्परिक संपर्क की अधिक संभावनाएं दिखाई देती हैं, जो और भी अधिक जैव विविधता और सह-अस्तित्व को जन्म दे सकती हैं।

ट्रिस्टन उर्सेलकेर और बोहनन के काम से प्रेरित ओरेगन यूनिवर्सिटी ने अगला कदम उठाना चाहा। हालांकि उनके अध्ययन से पता चला है कि पत्थर-कैंची-पेपर पैटर्न की कुंजी जीवों का वितरण है, उनके प्रयोगों में उपयोग किए गए वातावरण में बैक्टीरिया के आंदोलन के लिए कोई भौतिक बाधाएं नहीं थीं। प्रकृति में, ऐसा नहीं है - एक पौधे की जड़ों पर रहने वाले सूक्ष्म जीव का वातावरण या हमारी हिम्मत में छिपा हुआ बाधाओं से भरा है। Ursel, एक बायोफिजिसिस्ट और एक सूक्ष्म जीवविज्ञानी नहीं होने के कारण, कई कंप्यूटर मॉडल बनाने का फैसला किया, यह देखने के लिए कि भौतिक बाधाएं पत्थर-कैंची-पेपर चक्रों को कैसे प्रभावित कर सकती हैं।

परियोजना शुरू करते हुए, Ursel ने यह माना कि बाधाओं का अनुकरण पर कम से कम प्रभाव पड़ेगा। "मुझे उम्मीद नहीं थी कि कुछ मामलों में वे नाटकीय रूप से स्थिरता को प्रभावित करेंगे," उन्होंने कहा।

एक खुले क्षेत्र में एक दूसरे के साथ दो प्रजातियों की टक्कर आम तौर पर उनमें से एक पूरी तरह से दूसरे को बदलने के साथ समाप्त हो गई। हालांकि, अगर उरल के कंप्यूटर मॉडल के परिदृश्य में बाधाएं थीं, तो अक्सर यह निकला कि दो प्रजातियां सह-अस्तित्व में आ सकती हैं। खुले स्थान पर गेम स्टोन-कैंची-पेपर में शामिल तीन प्रजातियां सह-अस्तित्व में आ सकती हैं, जो कि प्रमुख रूप से बदल सकती हैं। हालांकि, उनकी दुनिया में बाधाओं का परिचय अक्सर इस तथ्य के कारण हुआ कि एक प्रजाति ने दूसरे को समाप्त कर दिया। दिसंबर 2018 में नेशनल एकेडेमी ऑफ साइंस की ऑनलाइन पत्रिका प्रोसीडिंग्स में प्रकाशित निक वेलस्पायर लॉरी के साथ उर्सेल का

अंतिम काम वास्तविक जीवन में पत्थर-कैंची-पेपर खेलों में मौजूद छिपी कठिनाइयों को प्रदर्शित करने वाला एक और काम था। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों के एक दल ने नेतृत्व कियाम्यूनिख विश्वविद्यालय से इरविन फ्रे और मैरिएन बाउर । लुडविग मैक्सिमिलियन ने मृदा रोगाणुओं के गणितीय मॉडल बनाए जो मिट्टी के छोटे छिद्रों के माध्यम से पोषक तत्व और पानी प्राप्त करते हैं - ये वही छिद्र उन्हें अपने पड़ोसियों के साथ बातचीत करने की अनुमति देते हैं। यदि आप प्रयोगशाला में मिट्टी में रहने वाले रोगाणुओं को बढ़ने की कोशिश करते हैं, तो सबसे तेजी से प्रजनन करने वाली प्रजातियां जीतेंगी। हालांकि, प्रकृति में, एक ग्राम मिट्टी में 10,000 से अधिक प्रकार के रोगाणुओं हो सकते हैं।

अनुकरण में लाल, नीले और पीले "कीटाणु" एक गैर-संक्रामक प्रतियोगिता में भाग लेते हैं। दाएं हाथ की गतिशीलता के साथ, प्रभुत्व के उनके कभी बदलते पैटर्न परिदृश्य को कवर करने वाले पेचीदा घूर्णन सर्पिल की उपस्थिति का नेतृत्व करते हैं। उनकी गतिशीलता को बदलकर या बाधाओं को पेश करके, आप अंतिम तस्वीर को पूरी तरह से बदल सकते हैं।

फ्रे और बाउर ने पाया कि यह रहस्य है कि बदलते पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल बैक्टीरिया को कितना समय लगता है। इन सीमाओं और मिट्टी की जटिल भौतिक संरचना के परस्पर जुड़ाव के कारण, हजारों रोगाणुओं का सह-अस्तित्व बना रहता है।

पारिस्थितिकी और विकासवाद के बीच प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है, स्वाति पटेल ने कहा कि तुलाने विश्वविद्यालय में एक गणितज्ञ हैं, क्योंकि इन इंटरैक्शन से स्थिरता या विलोपन हो सकता है - यह अमेरिकी प्रकृतिवादी में प्रकाशित उनके गणितीय कार्य से इस प्रकार है । उसने बताया कि यदि, उदाहरण के लिए, प्रजाति A की मृत्यु होने लगती है, तो B इस तरह से विकसित हो सकता है कि A जनसंख्या को पुनर्स्थापित कर देगा। और इसके विपरीत।

पटेल ने कहा, "विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों पर हमारे मानव प्रभाव का अप्रत्याशित विकास हो सकता है।"

दीर्घकालिक पर्यावरणीय स्थिरता और सह-अस्तित्व जनसंख्या सदस्यों की एक निश्चित संख्या के संरक्षण की गारंटी नहीं देता है। पटेल ने कहा कि इन मॉडलों में दोलनों का निर्माण किया जाता है। हालांकि, पूरे बिंदु यह है कि वे कितनी दृढ़ता से और जल्दी से उतार-चढ़ाव करते हैं।

डैनियल स्टॉफ़र, न्यूजीलैंड में कैंटरबरी विश्वविद्यालय के एक पारिस्थितिकीविद् जो अक्सर मेफील्ड के साथ काम करते हैं, कहते हैं कि कमजोर बातचीत औसत स्तर पर इन उतार-चढ़ाव को बनाए रखने में मदद करती है। पर्यावरणविद इसे संरक्षण प्रभाव कहते हैं। “प्रजातियों को हमेशा बेहतर होने की आवश्यकता नहीं होती है। केवल पर्याप्त क्षण होने चाहिए जिसमें वह बुरे वर्षों से बचे रहने के लिए पर्याप्त होगा।

यदि एक प्रजाति के व्यक्तियों की संख्या बहुत कम हो जाती है, तो महामारी या सूखे जैसी एक यादृच्छिक घटना इसके लापता होने का कारण बन सकती है। यह पारिस्थितिकी तंत्र में एक वैक्यूम बनाता है, जो विलुप्त होने का एक झरना पैदा कर सकता है या अन्य जीवों की बहाली के लिए एक जगह खोल सकता है। यह डोमिनोज़ प्रभाव लुप्तप्राय प्रजातियों के संरक्षण के लिए काम करने वाले संरक्षणविदों को भी सुराग देता है। अललेसिना का कहना है कि रॉक-पेपर-कैंची पर सैद्धांतिक काम से पता चलता है कि पारिस्थितिकविदों को व्यक्तिगत प्रजातियों के बजाय पूरे पारिस्थितिक तंत्र को संरक्षित करने पर ध्यान केंद्रित करना पड़ सकता है।

"कल्पना कीजिए कि आप केवल पत्थर को रॉक-पेपर-कैंची की त्रिमूर्ति से बचाना चाहते हैं," उन्होंने कहा। कैंची या कागज आपको परेशान नहीं कर सकते, लेकिन जैसे ही उनमें से एक की मृत्यु हो जाती है, "लहरें अन्य प्रजातियों के परस्पर संबंधों के पूरे नेटवर्क से गुजरेंगी जिनके बारे में आपको जानकारी नहीं थी।"

रॉक-पेपर-कैंची बड़े पारिस्थितिक तंत्र में कैसे काम कर सकते हैं, यह बताने में सैद्धांतिक काम में सभी सफलताओं के बावजूद, स्टॉफ़र कहते हैं कि जीवविज्ञानी ने प्रकृति में इस तरह के गैर-सकर्मक गतिशीलता के उदाहरणों की अपेक्षाकृत कम संख्या का वर्णन किया है। मॉडल दिखाते हैं कि उनका अस्तित्व होना चाहिए, लेकिन खेलों के विकास के सिद्धांत में विशेषज्ञों के लिए उनके प्रभुत्व को निर्धारित करने का कार्य कठिन है।

मेनार्ड का कहना है कि प्रकृति में ही सुराग तलाशना सबसे अच्छा होगा। उन्होंने एक नया सांख्यिकीय दृष्टिकोण विकसित करना शुरू कर दिया, जो उन्हें यह समझने में सक्षम कर सके कि प्रजातियां कैसे बातचीत करती हैं और इन इंटरैक्शन में लगातार पैटर्न की पहचान कैसे करें। हालांकि, उनका कहना है कि यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि रॉक-पेपर-कैंची जैव विविधता की एक बड़ी पहेली का सिर्फ एक टुकड़ा है, और यह प्रकृति का मुख्य नियम है - चाहे वह जीन उत्परिवर्तन और विकास हो या प्राकृतिक जलवायु परिवर्तन - एक निरंतर परिवर्तन है।

रॉक-पेपर-कैंची खेलने के सिद्धांत से जैव विविधता विकसित हो सकती है

हाल की खोजों ने सबूतों के लिए वजन जोड़ा कि गैर-संक्रामक प्रजातियां प्रकृति की विविधता को समृद्ध करती हैं

उर्वरता समीकरण

कोर्टशिप गेम्स

स्थानीय वातावरण खेल को बदलते हैं

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