Document
Mathematical analysis of host-parasitoid-predator models.
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2019
Language
English
English abstract
Modeling the dynamics of ecological systems is the most useful way to un- derstand the complexity of nature. In particular, mathematical model describes interactions between biological components such as predation, competition and
parasitism.
Host-parasitoid interactions and host-predator interactions constitute to a very important class of consumer resource dynamics. Discrete-time and continuous- time models, starting from the seminal work of Nicholson-Bailey and Lotka- Volteera, are traditions for such interactions. Host-Parasitoid-Predator models address the life cycles of three interacting
species of insects: a host, a parasitoid and a predator. Biological control of insect pests is characterized by a persistent, strong reduction in the pest population following the introduction of natural enemies. As a result, a low and stable-
equilibrium pest population is the desirable outcome in pest control. One reason why host-parasitoid-predator systems continue to receive much attention is their potential for biological control, where parasitoids and predators are introduced
to reduce the host population of a pest on agricultural crops.
A fundamental area of research in population ecology is to elucidate mecha- nisms that can account for the stability and realism. This thesis investigates some of these mechanisms and is divided into two parts. The first part of the thesis
introduces a continuous-time approach to model host-parasitoid-predator popu- lations showing that host-parasitoid-predator interactions can result in damped oscillations before reaching the asymptotically stable co-existence equilibrium
point where non-specialist parasitoid is introduced in the model. However, a modification of that model is necessary since the parasitoids are recognized by the hosts they parasitize and where their offspring develop. The second part of the thesis investigates the exact age stage at which hosts are parasitized. Furthermore, egg parasitoids exhibit a greater rate of establish-
ment than other parasitoid guilds and predators tend to be less host-specific than parasitoids. Using this formalism, results connecting the stability of the host- parasitoid-predator interaction with Type I functional response are derived.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تعتبر نمذجة ديناميات النظم البيئية هي الطريقة الأكثر فائدة لفهم تعقيد الطبيعة. على وجه الخصوص ، يصف النموذج الرياضي التفاعلات بين المكونات البيولوجية مثل الافتراس والمنافسة والتطفل.
تقيس تفاعلات المضيف الطفيل وتفاعلات المضيف المفترس فئة مهمة جدا من ديناميكية موارد المستهلك. تعد نماذج الوقت المنفصل والوقت المستمر ، بدءا من العمل الأساسي النيكلسون - بیلی و لوتکا - فولتييرا ، من النماذج التقليدية الأساسية لمثل هذه التفاعلات.
تتناول نماذج الضيف الفترس الطفيلي دورة حياة ثلاثة أنواع متفاعلة من الحشرات: مضيف ، وطفیل، و مفترس. تتميز المكلفة البيولوجية للآفات الحشرية بانخفاض قوي ومستمر في أعداد الآفات بعد إدخال الأعداء الطبيعيين. نتيجة لذلك ، يعتبر عدد الآفات المنخفضة والمستقرة في التوازن هو الهدف المستحسن والمنشود في مكلفة الآفات. أحد الأسباب التي تجعل أنظمة مضادات الطفيليات المفترسة لا تزال تحظى باهتمام كبير هو قدرتها على المكلفة البيولوجية ، حيث يتم إدخال الطفيليات والحيوانات المفترسة للحد من السكان المضيفين للافة على المحاصيل الزراعية.
أحد المجالات الأساسية للبحث في علم البيئة السكانية هو توضيح الآليات التي يمكن أن تفسر الاستقرار والواقعية. تبحث في هذه الأطروحة في بعض هذه الآليات وتنقسم إلى قسمين : يقدم الجزء الأول من الأطروحة نهجا متواصلا لنموذج مجموعات المفترس الطفيلي التي تظهر أن تفاعلات الطفيلي الفترس المضيفة يمكن أن تؤدي إلى تذبذبات مخففة قبل الوصول إلى نقطة توازن التعايش المستقر غير المتناظرة حيث يتم تقديم الطفيلي غير المتخصص في النموذج. ومع ذلك ، يعد تعديل هذا النموذج ضروريا لأن الطفيليات يتم التعرف عليها من قبل الضيفين الذين يتطورون إلى الطفيليات.
الجزء الثاني من الأطروحة يبحث في العمر الدقيق للمرحلة التي يتطفل فيها المتطفل على المضيفين. علاوة على ذلك ، تظهر طفيليات البيض بمعدل أكبر من التأسيس بينما تميل المفترسات والطفيليات الأخرى إلى أن تكون أقل استهدافا من الطفيليات. باستخدام هذا الشكل الشكلي ، يتم استخلاص النتائج التي تربط استقرار التفاعل بين الطفيليات المفترسات والاستجابة الوظيفية للنوع الأول.
تقيس تفاعلات المضيف الطفيل وتفاعلات المضيف المفترس فئة مهمة جدا من ديناميكية موارد المستهلك. تعد نماذج الوقت المنفصل والوقت المستمر ، بدءا من العمل الأساسي النيكلسون - بیلی و لوتکا - فولتييرا ، من النماذج التقليدية الأساسية لمثل هذه التفاعلات.
تتناول نماذج الضيف الفترس الطفيلي دورة حياة ثلاثة أنواع متفاعلة من الحشرات: مضيف ، وطفیل، و مفترس. تتميز المكلفة البيولوجية للآفات الحشرية بانخفاض قوي ومستمر في أعداد الآفات بعد إدخال الأعداء الطبيعيين. نتيجة لذلك ، يعتبر عدد الآفات المنخفضة والمستقرة في التوازن هو الهدف المستحسن والمنشود في مكلفة الآفات. أحد الأسباب التي تجعل أنظمة مضادات الطفيليات المفترسة لا تزال تحظى باهتمام كبير هو قدرتها على المكلفة البيولوجية ، حيث يتم إدخال الطفيليات والحيوانات المفترسة للحد من السكان المضيفين للافة على المحاصيل الزراعية.
أحد المجالات الأساسية للبحث في علم البيئة السكانية هو توضيح الآليات التي يمكن أن تفسر الاستقرار والواقعية. تبحث في هذه الأطروحة في بعض هذه الآليات وتنقسم إلى قسمين : يقدم الجزء الأول من الأطروحة نهجا متواصلا لنموذج مجموعات المفترس الطفيلي التي تظهر أن تفاعلات الطفيلي الفترس المضيفة يمكن أن تؤدي إلى تذبذبات مخففة قبل الوصول إلى نقطة توازن التعايش المستقر غير المتناظرة حيث يتم تقديم الطفيلي غير المتخصص في النموذج. ومع ذلك ، يعد تعديل هذا النموذج ضروريا لأن الطفيليات يتم التعرف عليها من قبل الضيفين الذين يتطورون إلى الطفيليات.
الجزء الثاني من الأطروحة يبحث في العمر الدقيق للمرحلة التي يتطفل فيها المتطفل على المضيفين. علاوة على ذلك ، تظهر طفيليات البيض بمعدل أكبر من التأسيس بينما تميل المفترسات والطفيليات الأخرى إلى أن تكون أقل استهدافا من الطفيليات. باستخدام هذا الشكل الشكلي ، يتم استخلاص النتائج التي تربط استقرار التفاعل بين الطفيليات المفترسات والاستجابة الوظيفية للنوع الأول.
Category
Theses and Dissertations