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"Madingley" soll biologische Prozesse klären und Prognosen erlauben

Simulation: Die Erde als Computermodell (Foto: flickr.com/DonkeyHotey)

Simulation: Die Erde als Computermodell (Foto: flickr.com/DonkeyHotey)

Cambridge (pte/24.04.2014/06:05) For­scher des Com­pu­ta­tional Science Lab von Micro­soft Re­search http://research.microsoft.com haben ge­mein­sam mit Öko­logen und Um­welt­wis­sen­schaft­lern des United Nations En­viron­ment Pro­gram­me World Con­ser­va­tion Moni­tor­ing Cen­tre (UNEP-WCMC) http://unep-wcmc.org das erste Com­puter­modell zur ganz­heit­lichen Simula­tion des Lebens auf der Erde ent­wickelt. Das Modell, das von seinen Er­fin­dern nach dem Vor­bild der eng­lischen Stadt "Mading­ley" http://madingleymodel.org getauft wor­den ist, ist bis­lang welt­weit einzig­artig: Es simu­liert das Leben und Zu­sammen­spiel allen Lebens auf un­serem Pla­neten, so­wohl zu Was­ser als auch an Land und soll letzt­end­lich auch länger­fris­tige Prog­nosen über zu­künf­tige Um­welt­ver­änder­ungen er­lauben.

"Dieses Com­puter­modell ist das erste, das alle bio­lo­gischen Schlüs­sel­prozesse berück­sichtigt, auf die sich der Kreis­lauf und das Ver­hal­ten des Lebens von al­len Mil­lionen von Tril­lionen von Or­ga­nis­men auf der Erde stüt­zen", er­klären die Ini­tia­toren des am­bi­tionier­ten For­schungs­pro­jek­ts auf ihrer Web­seite. So wer­den etwa unter an­derem Fak­toren wie Foto­syn­these, Er­näh­rung, Stoff­wech­sel, Re­pro­duk­tion, Disper­sion und Tod in die Berech­nun­gen mit ein­be­zo­gen. "Ziel ist es, einen bes­seren Ein­blick in die verschie­denen Pro­zes­se, ihre Zu­sam­men­hänge und kon­kre­ten Kon­se­quen­zen auf die Struk­tur und Funk­tion des ge­sam­ten Öko­sys­tems zu ge­win­nen", er­läutern die be­tei­lig­ten Wis­sen­schaft­ler.

Simulation mit Regeln

Um ihr am­bi­tionier­tes Ziel er­reichen zu kön­nen, haben der Micro­soft-For­scher Drew Pur­ves und sein Team zu­nächst eine Simu­la­tion der rein phy­sischen Erde er­stellt, die al­le Kon­ti­nente, Oze­ane und ein glo­ba­les Welt­kli­ma be­in­hal­tet. In einem näch­sten Schritt wur­den dann ein­zel­ne di­gi­ta­le Or­ga­nis­men in das Com­puter­mo­dell ein­ge­fügt. Diese er­strecken sich - wie in der Rea­li­tät auch - von der Pflan­zen- bis zur Tier­welt, von Pflan­zen- bis zu Fleisch­fres­sern, von Kalt­blü­tern bis zu Warm­blü­tern. "Und das al­les ist auch noch in sehr unter­schied­lichen Größen ver­tre­ten, bis hin zu win­zigen Blatt­läusen", schil­dert Pur­ves die enor­me Heraus­for­der­ung.

Bevor die For­scher letzt­end­lich den Start­knopf für ihre um­fas­sende Lebens­si­mu­la­tion der Erde drücken konn­ten, muss­ten sie noch eine Reihe von grund­le­gen­den Regeln für das Com­puter­mo­dell de­fi­nieren. Bei­spiels­weise haben es tier­ische Räuber wie in der Natur üb­lich auch in der digitalen Welt besonders gerne auf andere Lebewesen abgesehen, die nicht mehr als ein Zehntel der eigenen Körpermasse besitzen. Auch der Zusammenhang zwischen der Körpertemperatur und der maxi­mal er­reich­baren Kör­per­größe wird im Mo­dell als fes­ter Grund­satz berück­sich­tigt. "Das sind die Basis­regeln un­seres Lebens", betont Pur­ves.

Beschränkt einsatzfähig

Zum jetz­igen Zeit­punkt ist Mading­ley zwar bereits ges­tar­tet, aber nur besch­ränkt ein­satz­fähig. So las­sen sich etwa keine geziel­ten Simu­la­tionen einzel­ner Spe­zies durch­füh­ren, son­dern nur gan­zer Tier­gat­tun­gen. "Aus­sagen zu kon­kreten Spe­zies oder spezi­fischen Situa­tionen las­sen sich erst tref­fen, nach­dem wir noch eini­ges an Ar­beit in die Weiter­ent­wick­lung des Com­puter­modells ge­steckt haben", meint Pur­ves. Dann soll es unter an­derem mög­lich sein, genau zu be­rech­nen, wel­che Aus­wir­kungen etwa das un­kontrol­lier­te Aus­brei­vten einer Schlan­gen­art in einem bestimm­ten Bereich des Öko­sys­tems haben kann. Bis es so­weit ist, müs­sen die For­scher aller­dings noch zahl­reiche zu­sätz­liche Para­meter in ihr Mo­dell in­te­grieren. Auch auf den Fak­tor Mensch wird vor­erst noch gänz­lich ver­zichtet.

(Ende)

 

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