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