Suv muhitidagi organizmlarning ekologik guruhlari va ularning tarqalish qonunlari

Plankton organizmlar zarralardir. Ular suvda muallaq bo'lgan diskret jismlar bo'lib, ular tushadi yoki ko'tariladi, ular to'qnashadi. Ular suyultirilgan eritmadagi materialni konsentratsiya qiladi va konsentrlangan materialni eritmaga qaytaradi. Yolg'iz hujayra tirik va o'lik, kichik va katta zarralar aralashmasidan biridir. Organizmlar va boshqa zarralar suv muhitining fizik/kimyoviy muhitini yoki ular atrofidagi eritma konsentratsiyasini vaqtincha o'zgartirish yoki shunga o'xshash tarzda, organizmlarning tarqalishini o'zgartirish orqali tuzadilar. Ushbu barcha o'zaro ta'sirlardan olingan jamlangan o'zgarishlar suv muhitiga dengiz manzarasi deb hisoblanishi mumkin bo'lgan fazoviy tuzilishni beradi (1-rasm). Ushbu dengiz manzarasi organizmning passiv oziqlanish yoki o'lja uchun faol ov qilish qobiliyatiga ta'sir qiladi. Bularning barchasida o'lcham organizm yoki boshqa zarrachaning atrof-muhit, shu jumladan boshqa ob'ektlar bilan qanday munosabatda bo'lishini belgilovchi hal qiluvchi parametrdir. Har qanday organizmni ko'p o'lchamli o'lchovlar bilan tavsiflash mumkin bo'lsa-da, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, biz bu erda uzunlikdan foydalanamiz.
Amaliy matematika, fizika va muhandislikda zarralar va ularning muhitlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirni tavsiflovchi boy an'ana mavjud. Zarrachaning uning atrofidagi eritma bilan qanday ta'sir qilishini tushunish uchun eng asosiysi amaliy matematikada keng miqyosda ishlab chiqilgan molekulyar diffuziya nazariyasidir (masalan, Carslaw va Jaeger, 1959 Crank, 1975). Matematik tavsiflar suyuqlik harakatlarining rolini o'z ichiga oladi (masalan, Clift va boshqalar, 1978 Leal, 1992). Usullar bitta hujayralarni va ular eritmadan ozuqa moddalarini olish tezligini tavsiflash uchun qo'llanilgan (masalan, Munk va Riley, 1952 Dusenbery, 2009). Bunday tadqiqotlarning aksariyati barqaror holatdagi holatlarga urg'u beradi, ammo impulsli kiritish ta'siriga qiziqish bor (masalan, McCarthy and Goldman, 1979 Jekson, 1980 Jekson, 1987 Lehman and Scavia, 1982).
Suyuqlikdagi zarrachalarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirini tavsiflovchi birinchi matematik tahlil, odatda, Smoluchovskiyga tegishli (Smoluchovski, 1917). Suyuqlikda zarrachalarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirini tasvirlash uchun biz ularni birlashtiradigan mumkin bo'lgan mexanizmlarni sanab o'tamiz va keyin tezlikni matematik tarzda tasvirlaymiz. Zarrachaning muhim xususiyatlariga uning massasi, diametri, cho'kish tezligi va agar u tirik bo'lsa, harakatchanligi va hissiy imkoniyatlari kiradi. Koagulyatsiya nazariyasi uchta mexanizmdan kelib chiqadigan to'qnashuvlarni tavsiflashga qaratilgan: Broun harakati, differentsial joylashish va kesish. Broun harakati zarrachalarning joylashuvidagi tasodifiy tebranishlar to'qnashuvlarga olib kelishi mumkinligini tasvirlaydi differensial cho'kindi zarrachaning boshqa zarradan tezroq tushishi va to'qnashuv siljishi suvning turbulent harakati zarrachalarning to'qnashuviga qanday olib kelishi mumkinligini tasvirlaydi. Ushbu uchta mexanizm ko'plab organizmlarning bir-biri bilan oziqlanish tezligini tavsiflash uchun kengaytirilishi mumkin.