一种具有自趋化性的新型跑停模型的分析与模拟

我们建模、分析并模拟了一种受浮游植物 Heterosigma akashiwo 生物学启发、具有自趋化性的新型跑停（run-and-tumble）模型。通过趋光性与趋化性发展对浮游生物运动与相互作用的基本理解，对于理解有害藻华（HABs）为何开始形成以及如何预防至关重要。我们建立了一维和二维的数学与计算模型，反映浮游生物群落的移动，同时纳入跑停运动与自趋化性。我们提出了一系列复杂且具有生物学意义的模型，并结合一系列实验室与计算实验，这些实验为模型背后的思想提供依据。通过分析类似于实验观测的动力学与图灵斑图形成，我们确定了在无主体流体流动情况下对浮游生物斑图形成具有重要意义的参数。我们发现，化学沉积的精确形式以及浮游生物对微小化学梯度的敏感性，是驱动浮游生物密度中非线性斑图形成的关键参数。