REVİZE EDİLMİŞ KORKU TERİMİ İLE AV-AVCI ETKİLEŞİMLERİNİN KOMPLEKS DİNAMİKLERİ


Karakaya H., Balcı E.

6. INTERNATIONAL CAPPADOCIA SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Nevşehir, Türkiye, 10 - 12 Ağustos 2024, cilt.1, ss.819-820

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Nevşehir
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.819-820
  • Erciyes Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Av-yırtıcı etkileşimleri uzun süredir matematiksel biyoloji çalışmalarının merkezinde yer almaktadır çünkü bunlar ekolojik ağların temel bileşenleridir. Korku etkisi, yırtıcı hayvanların av popülasyonu üzerindeki davranış değişikliklerine yol açan dolaylı etkileri için kullanılan bir terimdir. Korkunun neden olduğu bu davranışlar, strese bağlı fizyolojik değişikliklere neden olarak avın vücut durumunu olumsuz yönde etkileyebilir. Bu da hem üreme oranlarını hem de genel hayatta kalma oranlarını etkileyebilir. Bu çalışmada, doğurgan olmayan av popülasyonlarının varlığına ve bu dinamiğin genel etkileşimi nasıl etkilediğine özellikle dikkat ederek, korku etkisinin bir av-yırtıcı sistemine dahil edilmesini yeniden ele alıyoruz. Temelde, korku etkisi büyümeyi baskılayan bir faktör olarak modellendiğinden, ilk odak noktamız, doğurgan olmayan avların nüfus artışına katkıda bulunmaması nedeniyle genel etkisinin azaldığını vurgulamaktır. Bu düşünceden hareketle, dinamikleri daha iyi anlamak için, farklı fonksiyonel yanıt fonksiyonlarını ile model araştırılacaktır. Ayrıca Caputo kesirli türevinin yerel olmayan özelliklerini kullanarak sisteme genel bir hafıza etkisi ile ele alınacaktır. Denge noktalarının kararlılığı analiz edilecektir. Ek olarak, popülasyonda salınım davranışının başlangıcını gösterebilecek pozitif denge noktası çevresinde Hopf çatallanmasının varlığını araştırılacaktır. Teorik bulgular, tartışılan kavramların somut örneklerini sağlayan sayısal örneklerle desteklenmektedir. Bu sonuçlar daha sonra biyolojik bağlamda yorumlanır.

Prey-predator interactions have long been central to mathematical biology studies because they are fundamental components of ecological networks. Fear effect is a phenomenon used for indirect effects of predators on prey population leading to behavioral changes. These fear-induced behaviors can cause stress-related physiological alterations, adversely impacting the body condition of the prey. This, in turn, can affect both their reproduction rates and overall survival. In this study, we revisit the inclusion of the fear effect in a prey-predator system, paying particular attention to the presence of non-fertile prey populations and how this dynamic influences the overall interaction. In essence, since the fear effect has been modeled as a growth-suppressing factor, our initial focus is to emphasize that its overall impact is diminished because non-fertile prey do not contribute to population growth. This consideration leads us to explore the model using different functional response functions to better understand the dynamics. We also choose to employ a general memory effect into the system using non-local properties of Caputo fractional derivative. The stability of the equilibrium points is analyzed. Additionally, we investigate the presence of Hopf bifurcation around the positive equilibrium point, which can indicate the onset of oscillatory behavior in the population. The theoretical findings are supported by numerical examples, providing concrete illustrations of the concepts discussed. These results are then interpreted in a biological context.