قدم عالمان هما Sean Hammond وKarl Niklas في مجلة علم النبات الأمريكية American Journal of Botany في ورقة بحث لهما خوارزمية “تكرارية صريحة حيزياً” spatially explicit, reiterative algorithm (SERA) التي ستفيد في التنبؤ بمستقبل وديناميكية التجمعات النباتية. من خلال اعتماد مبادئ فيزيائية بسيطة وعلاقات تم التوصل إليها تجريبياً. تفسح هذه الخوارزمية المجال أمام اختبار فرضيات تتعلق بالصفات الوظيفية الفردية التي تؤثر في العمليات البيئية الجارية في مجتمع نباتي يحوي عدداً كبيراً من الأفراد بحيث يفرض نوعاً من التعقيد عند دراسته. والشيء المهم الذي يشير إليه الباحثان أن الصفات الجماعية التي تخص مجتمعاً نباتياً ما تنشأ نتيجة التنافس على الضوء والمكان بين الأشجار، التنافس الذي يتم، كما يرى الباحثان، وفق قواعد بسيطة وواضحة.
البرنامج الذي يقوم بالمحاكاة مبرمج بلغة بايثون والذي جعلني أستغرب أنه مؤلف من 2400 سطر فقط (حجم برنامج صغير مثل برنامج المدونة أكبر من ذلك بكثير). على أية حال، حتى يبدأ البرنامج، يجب تزويده بمعلومات عن خصائص النباتات المدروسة، وبمعلومات عن العالم المفترض الذي ستتواجد فيه النباتات. يتم تمثيل الشجرة بمظلة وجذع، حيث يحدد حجمها بالإضافة إلى مساحة ظلال الأشجار المجاورة، كمية الضوء التي يمكن للفرد الحصول عليها (E). هذه الطاقة الضوئية المحصودة تحدد النمو السنوي، ويكون النمو السنوي الكلي (Gt) مساوياً لمجموع تغير كتلة الأوراق (Ml) خلال السنة (أي dMl/dt)، وتغير كتلة الجذع (Ms) خلال السنة (أي dMs/dt). والتوقع بهاتين القيمتين يتعلق بالطاقة الضوئية المحصودة التي تتحدد بحسب ظروف العالم المفترضة.
يظهر المخطط أدناه شرحاً بسيطاً لآلية عمل الخوارزمية، فإذا كان تلقى الفرد كمية كافية من الطاقة للنمو، فإن ذلك سيمح له بالنمو، وإذا تمكن من الحصول على الكمية الكافية من الطاقة للتكاثر، فإن ذلك قد يسمح للنبات إما بالتكاثر ويخصص جزء من الكتلة الكلية لبناء الفرد الجديد (أو الأجزاء النباتية الجديدة التي يمكن أن تعتبر فيما بعد أفراداً جديدة)، أو يقوم باختزان الكتلة للقيام بعملية التكاثر فيما بعد في الدورات التكاثرية التالية.
لسنا نسوق هذا الخبر لتشجيع المبرمجين على إنشاء برنامج لمحاكاة نمو المستعمرات المرجانية مثلاً! لا! فالمشكلات التي تواجهها الدول الغربية مختلفة عن المشاكل التي نواجهها نحن، لذلك لا بد من الانتباه لهذه الناحية. إنما أردنا الإشارة إلى هذا الأمر لتوسيع المدارك، الأمر الذي يؤدي إلى إضافة جديدة إلى المخزون التراكمي للمبرمج والذي يمكن مساعدته على حل مشكلات قد يواجهها في المستقبل.
لمزيد من المعلومات:
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/08/090821135026.htm
http://www.amjbot.org/cgi/content/abstract/96/8/1430
وللحصول على نسخة كاملة من البحث بصيغة pdf:
http://www.amjbot.org/cgi/reprint/96/8/1430.pdf
