vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-81Research ArticleСтатьиArticlesРАЗРАБОТКА ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЕННОЙ МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ СООБЩЕСТВSPATIALLY DISTRIBUTED MODELING OF PROKARYOTIC COMMUNITY EVOLUTIONЛашинС. А.LashinS. A.lashin@bionet.nsc.ruМамонтоваЕ. А.MamontovaE. A.lashin@bionet.nsc.ruМатушкинЮ. Г.MatushkinYu. G.lashin@bionet.nsc.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, Russia Novosibirsk National Research State University, Novosibirsk, RussiaRussian Federation201215122014164/1830837Copyright © Лашин С.А., Мамонтова Е.А., Матушкин Ю.Г., 20142014Лашин С.А., Мамонтова Е.А., Матушкин Ю.Г.Lashin S.A., Mamontova E.A., Matushkin Y.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/81

В статье описаны методика моделирования функционирования и эволюции прокариотических сообществ и программный комплекс «Гаплоидный эволюционный конструктор» (http://evol-constructor.bionet.nsc.ru) для построения моделей с пространственным распределением по одной координате (1D). Приведено сравнение 0D (с полным перемешиванием) и 1D моделей прокариотического сообщества вида «отравитель–жертва». Показано влияние пространственного распределения субстратов и прокариотических клеток на стабильность сообщества.

This paper describes the development of an approach to the simulation of prokaryotic community activity and evolution and the software package «Haploid evolutionary constructor» (http://evol-constructor.bionet.nsc.ru). The initial model with ideal mixing (0D) is expanded to a spatially distributed model (1D). The 0D and 1D poisoner–prey prokaryotic community models are compared. It is shown that the community stability is influenced by the spatial distribution of substrates and prokaryotic cells.

моделирование эволюциимикробное сообществопространственное распределениеevolution modelingbacterial communityspatial distributiondiffusionгранты: РФФИ 10-04-01310; Научная школа-5278.2012.4; Программа РАН № 28; Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 87ReferencesБандман О.Л. Клеточно-автоматные модели пространственной динамики // Системная информатика. 2006. Вып. 10. С. 59–113.Бандман О.Л. Клеточно-автоматные модели пространственной динамики // Системная информатика. 2006. Вып. 10. С. 59–113.Левченко В.Ф. Эволюция биосферы до и после появления человека. СПб: Ин-т эволюционной физиологии и биохимии РАН, 2003. 164 с.Левченко В.Ф. Эволюция биосферы до и после появления человека. СПб: Ин-т эволюционной физиологии и биохимии РАН, 2003. 164 с.Разумовский С.М. Закономерности динамики биоценозов. М.: Наука, 1981. 231 с.Разумовский С.М. Закономерности динамики биоценозов. М.: Наука, 1981. 231 с.Раутиан А.С., Жерихин В.В. Модели филоценогенеза и уроки экологических кризисов геологического прошлого // Журн. общ. биологии. 1997. Т. 58. Вып. 4. С. 20–47.Раутиан А.С., Жерихин В.В. Модели филоценогенеза и уроки экологических кризисов геологического прошлого // Журн. общ. биологии. 1997. Т. 58. Вып. 4. С. 20–47.Ризниченко Г.Ю. Математические модели в биофизике и экологии. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 184 с.Ризниченко Г.Ю. Математические модели в биофизике и экологии. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 184 с.Хлопков Ю.И. Статистическое моделирование в вычислительной аэродинамике. М.: ООО «Азбука-2000», 2006. 158 с.Хлопков Ю.И. Статистическое моделирование в вычислительной аэродинамике. М.: ООО «Азбука-2000», 2006. 158 с.Bird G.A. Shock-wave structure in rigid sphere gas // Rarefied Gas Dynamics. 1965. V. 1. P. 216–222.Bird G.A. Shock-wave structure in rigid sphere gas // Rarefied Gas Dynamics. 1965. V. 1. P. 216–222.Haviland J.K., Lavin M.D. Application of the Monte-Karlo method to heat hauster in rarefi ed of gases // Phys. Fluids. 1962. V. 5. Nо. 11. P. 1399–1405.Haviland J.K., Lavin M.D. Application of the Monte-Karlo method to heat hauster in rarefi ed of gases // Phys. Fluids. 1962. V. 5. Nо. 11. P. 1399–1405.Herbert D. Recent progress in microbiology. Oxford: Blackwell, 1958. P. 381–416.Herbert D. Recent progress in microbiology. Oxford: Blackwell, 1958. P. 381–416.Lashin S.A., Matushkin Yu.G. Haploid evolutionary constructor: new features and further challenges // In Silico. Biol. 2012. V. 11. Nо. 3. P. 125–135.Lashin S.A., Matushkin Yu.G. Haploid evolutionary constructor: new features and further challenges // In Silico. Biol. 2012. V. 11. Nо. 3. P. 125–135.Lashin S.A., Suslov V.V., Matushkin Yu.G. Comparative modeling of coevolution in communities of unicellular organisms: adaptability and biodiversity // J. Bioinform. and Computat. Biol. 2010. V. 8. Nо. 3. Р. 627–643.Lashin S.A., Suslov V.V., Matushkin Yu.G. Comparative modeling of coevolution in communities of unicellular organisms: adaptability and biodiversity // J. Bioinform. and Computat. Biol. 2010. V. 8. Nо. 3. Р. 627–643.Monod J. Recherches sur la croissanse des cultures bacteriennes. P.: Hermann, 1942.Monod J. Recherches sur la croissanse des cultures bacteriennes. P.: Hermann, 1942.Rübel A.E. Ecology, plant geography, and geobotany: their history and aim // Bot. Gaz. 1927. V. 84. No. 4. P. 428–439.Rübel A.E. Ecology, plant geography, and geobotany: their history and aim // Bot. Gaz. 1927. V. 84. No. 4. P. 428–439.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.