User:Macn04

Simulace: Šíření houby Ophiocordyceps mezi mravenci

V rámci této práce jsem vytvořila simulační model, který zkoumá dynamiku šíření houby Ophiocordyceps unilateralis v mravenčích koloniích. Cílem simulace je získat poznatky o tom, jak parazit manipuluje hostitelem a jaké faktory ovlivňují rychlost a rozsah infekce. Model je navržen v prostředí NetLogo a umožňuje testovat různé scénáře šíření infekce a analyzovat výsledky bez nutnosti experimentování s reálnými populacemi.

Definice problému

V práci zkoumám šíření houby Ophiocordyceps unilateralis, která je také přezdívána jako "zombie houba", která infikuje dělnické jedince, mění jejich chování a vyvolává tzv. "death grip". V jednoduchosti infikovaný mravenec je ovlivněn houbou tak, aby opustil mraveniště, zemřel v jeho okolí a umožňoval růst houby, která po dozrání vypustí spory a infikuje další jedince. Cílem simulace je kvantifikovat rychlost a rozsah šíření infekce v závislosti na klíčových parametrech, jako jsou velikost kolonie, pravděpodobnost přenosu a délka inkubační doby.

Metoda

Pro implementaci byla zvolena multiagentní platforma NetLogo, která umožňuje simulovat jednotlivé mravence jako nezávislé agenty a okolní prostředí jako patche.

Popis modelu

Agenti: mravenci

Stav/state

healthy, infected, dead, carried (zabitý jiným mravencem v rámci obrany kolonie)

Parametry

infection-time (čas, kdy došlo k nákaze), fungus-growth-timer (čas růstu houby po smrti), target-patch (cíl pro fázi "death grip")

Plocha/patches

• nest?: identifikátor hnízda
• spore-timer: délka infekčnosti po úmrtí mravence
• strange-pheromone: síla feromonu u infikovaných mravenců

Visualizace

• Feromon je zobrazován jako odstín fialové (scale-color magenta).
• Spory jsou reprezentovány červenými patchemi.
• Mraveniště je hnědé.
• Zdraví mravenci černí, infikovaní černí/červení, mrtví šedí nebo bílí.

Parametry na sliderech

• infection-chance: pravděpodobnost nakažení
• incubation-period: doba inkubace houby
• fungus-growth-time: doba růstu houby po smrti
• spore-lifetime: jak dlouho vydrží spory infekční
• pheromone-decay-val: rychlost rozptylu feromonu
• population-growth-rate: procentuální denní přírůstek z počtu zdravých mravenců
• spore-radius: dosah spor při plném růstu houby
• aggression-mode: 0 (otupělí mravenci = nereagují na feromony, ani na infekční oblasti), 1 (snaží se infikovaným mravencům a místům vyhýbat), 2 (po detekci zabíjejí infikované jedince)