食物网与网络中的功能模体
种群与进化
2025-09-03 v2
摘要
研究复杂系统时，通常将系统视为相互作用单元的集合。由此可以提出问题：整个网络的某些性质是否已由网络的一小部分——即网络模体——所解释？食物网中竞争排斥是一个著名的生态模体例子，其中两个物种争夺共同资源的存在排除了整个系统稳定平衡的存在。然而，已知的其他具有这种对稳定性直接影响的模体例子并不多。这里我们解释了为何允许对系统稳定性得出结论的小模体是罕见的。此外，我们证明另一种动力学性质——反应性——天然根植于模体之中。在模体中计算反应性可以揭示网络中哪些部分容易对扰动产生剧烈响应。这凸显了模体反应性是衡量真实系统中系统性失效可能模式的有用性质，适用于食物网、流行病、供应链及其他应用。
引用
@article{arxiv.2503.14093,
title = {Functional Motifs in Foodwebs and Networks},
author = {Melanie Habermann and Ashkaan K. Fahimipour and Justin D. Yeakel and Thilo Gross},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14093},
year = {2025}
}
备注
Version 2: Corrected figures (Fig. 3, Fig. 4, and Fig. S1) and corrected percentages in the discussion of the results in the part "Functional Reactivity Motifs" after a bug was discovered in the code. Main part: 17 pages, 4 figures; supporting information: 13 pages, 1 figure