1990 년에 북대서양 어부는 20 만 톤 이상의 대구로 운반했다. 1992 년에 그들은 거의 아무것도 붙 잡았습니다. 붕괴로 인해 수천 명의 캐나다 어부와 식물 노동자들이 그들의 일자리를 얻었으며, 북부 대구 어업은 결코 회복되지 않았습니다. 이제 실험실 효모를 연구하는 물리학 자들은 그러한 붕괴가 언제 임박했는지 알 수있는 새로운 방법을 찾았습니다. 연구원들은 자신의 경고 신호가 어업 및 야생 생물 관리자가 스트레스를받는 인구를 구하기 위해 제 시간에 행동하는 데 도움이 될 수 있기를 희망합니다.
위스콘신 대학교의 생태 학자 인 스티븐 카펜터 (Stephen Carpenter)는이 팀의 작업은 "정말 새로운 통찰력으로 이어질 수있는 정말 좋은 논문"이라고 말했다. 호수에서 비슷한 조기 경고 신호를 연구 한 매디슨.
인구 붕괴를 방지하는 열쇠는 초기 문제의 징후를 발견하는 것입니다. 인식 된 경고 신호 중 하나는 건강에 해로운 시스템이 교란에서 회복하는 데 건강한 시스템보다 오래 걸린다는 것입니다. 과학자들은 이것을 "치명적인 속도 저하"라고 부릅니다. 예를 들어, 카펜터와 동료들은 조류 수준이 약탈자 물고기 인 큰 입구를 추가 한 호수에서 정상으로 돌아 오는 것이 느리다는 것을 발견했습니다. 그러나 자연 에서이 둔화를 측정하려면 수년 분량의 데이터가 필요할 수 있습니다. 많은 어업 및 야생 생물 관리자가 가지고 있지 않은 사치입니다.
Saccharomyces cerevisiae를 입력하십시오 , 일반적으로 Brewer 's Yeast로 알려져 있습니다. 2012 년 6 월, 케임브리지에있는 매사추세츠 주 공과 대학의 물리학 자 제프 고어 (Jeff Gore)와 동료들은이 단일 세포 곰팡이의 실험실 인구에서 비판적 속도가 저하되었다고보고했다. 브루어의 효모 세포는 환경에서 식용 설탕을 식용 설탕으로 분해합니다. 즉, 개인은 이웃의 작업, 특히 고밀도로 향상됩니다. 따라서 과학자들은 인구를 희석함으로써 인구를 강조 할 수있었습니다. 연구원들은 밀도가 낮을 때, 성장 매체에서 효모에 해를 끼치거나 죽일 수있는 소금이 충격을받은 후 인구가 이전 수준으로 돌아 오는 데 시간이 오래 걸렸다는 것을 발견했습니다. 그러나 고립 된 실험실 식민지는 인공적인 시스템입니다. 실제 생태계에서 생물은 환경의 한 부분에서 다른 부분으로 이동할 수 있습니다.
따라서 새로운 연구에서 Gore와 동료들은 효모 개체군을 이주로 연결했습니다. 연구원들은 플라스틱 트레이에 작고 원형 우물의 줄로 효모 식민지 그룹을 키웠다. 매일 아침 과학자들은 각 인구의 1/4을 양쪽의 우물로 옮겼으며, 호수의 한 지역에서 다른 지역으로 수영하는 물고기와 같은 자연 분산 과정을 시뮬레이션했습니다. 그런 다음 팀은 각 그룹의 웰 중 하나의 세포를 매우 저밀도로 희석하여 "나쁜 지역"이라고 부르는 것을 만듭니다. 연구원들은 다음 주에 각 인구의 크기를 측정했으며 나쁜 지역의 스트레스 효모의 양쪽에있는 식민지도 감소했다는 것을 발견했습니다. 그러나 인구는 둘 이상의 우물을 건강하게 유지했다.
그런 다음 과학자들은 녹아웃 타격을 전달했습니다. 그들은 나머지 우물에서 효모 세포를 희석하기 시작하여 전체 그룹이 붕괴되기 시작했습니다. 그들은 나쁜 지역과 건강한 인구와 가장 가까운 우물 사이의 거리는 두 개의 우물에서 3 개 이상으로 증가한 것을 발견했습니다. Gore와 그의 동료들은이 거리를 "회복 길이"라고 부르며 다른 수준의 체력의 서식지가있는 실제 환경에서는 관찰 될 수 있다고 생각합니다. 예를 들어, 관리자는 어업의 가장자리에서 가장 가까운 물고기 개체군까지의 거리가 증가하면 어업 옆의 해양 보호 구역에서 어류 수를 모니터링하고 어업을 줄일 수 있습니다. 복구 길이는 "현장에서 제안되지 않은 새로운 범주의 지표"라고 Gore는 오늘 온라인에서 결과를 Nature 에 게시했습니다. .
카펜터는“통찰력에 대한 정말 멋진 점은 현장 조건에서 적용될 수 있다는 것입니다. 그는 레인지 랜드 또는 기타 생태계의 위성 이미지를 연구하는 생태 학자들이 회복 길이의 증가를 찾기 위해 상상합니다. 카펜터는 또한 "실제 풍경은 효모 배양의 1 차원 기울기보다 훨씬 더 복잡하지만"고어의 실험실 실험은 종종 전자 시스템 연구가 종종 할 수없는 것 :쉬운 복제 성과 제어와 같은 것을 추가한다고 지적했다. 카펜터는 "효모 실험은 우리에게 문제에 대해 생각할 각도를 더 제공한다"고 전자 메일로 썼다.
고어의 경우 다음 단계는 그의 결과로 혜택을 누릴 수있는 사람들에게 연락하는 것입니다. 그는 최근 어업과 꿀벌 식민지와 같은 경제적, 생태 학적으로 중요한 시스템을 연구하는 과학자들과 협력을 시작했습니다. "아무도 내 미생물 인구가 붕괴되는 것을 막기를 원하지 않는다"고 그는 인정했다. "우리는 실제로 인구를 야생에서 구하고 싶습니다."
