生態：連結された集団の崩壊の前には空間的回復が遅くなる

転換点付近で見られる、撹乱からの緩徐な回復および変動パターンの間接的な特徴は、さまざまな系の大変動の予兆となることが示唆されている。野外および実験室内の集団を対象とする最近の研究では、時系列データを使って、回復時間の延長または変動の規模拡大および期間延長など、理論的に予測される初期の警告指標のうちのいくつかが確認されている。しかし、時間的警告シグナルの予測力には、長期的な観測が必要とされるために限界がある。大規模な空間的データは時間的データよりも取得しやすいが、空間的に広がった系の警告シグナルの性能は実験的に確認する必要がある。本論文では、空間的に広がった酵母集団［フォールド分岐（=転換点）を有する実験系］を用いることにより、時空間的変動に基づいて初期警告シグナルを評価し、新たな空間的警告指標を明らかにする。変動に基づく2つの主要な指標が連結集団の崩壊に先立って上昇することが見いだされたが、その上昇の規模は隔離集団で観察されるものと比較して小さく、それはおそらく局所的な変化が分散によって縮小されるためだろう。さらに我々は、決定論的な空間的パターンに基づく一般的な指標（これを「回復距離」と名付けた）を提起する。回復時間の空間版である回復距離は、関連集団が空間的撹乱から回復するのに必要な距離である。今回の実験では、集団の崩壊の前に回復距離がかなり増大したことから、空間的に広がった系では回復の空間的スケールが転換点を迎える前の優れた警告シグナルとなることが示唆される。

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