Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computermodell simuliert alles Leben der Erde

24.04.2014

"Madingley" soll biologische Prozesse klären und Prognosen erlauben

Forscher des Computational Science Lab von Microsoft Research http://research.microsoft.com haben gemeinsam mit Ökologen und Umweltwissenschaftlern des United Nations Environment Programme World Conservation Monitoring Centre (UNEP-WCMC) http://unep-wcmc.org das erste Computermodell zur ganzheitlichen Simulation des Lebens auf der Erde entwickelt.


Simulation: Die Erde als Computermodell

(Foto: flickr.com/DonkeyHotey)

Das Modell, das von seinen Erfindern nach dem Vorbild der englischen Stadt "Madingley" http://madingleymodel.org getauft worden ist, ist bislang weltweit einzigartig: Es simuliert das Leben und Zusammenspiel allen Lebens auf unserem Planeten, sowohl zu Wasser als auch an Land und soll letztendlich auch längerfristige Prognosen über zukünftige Umweltveränderungen erlauben.

"Dieses Computermodell ist das erste, das alle biologischen Schlüsselprozesse berücksichtigt, auf die sich der Kreislauf und das Verhalten des Lebens von allen Millionen von Trillionen von Organismen auf der Erde stützen", erklären die Initiatoren des ambitionierten Forschungsprojekts auf ihrer Webseite.

So werden etwa unter anderem Faktoren wie Fotosynthese, Ernährung, Stoffwechsel, Reproduktion, Dispersion und Tod in die Berechnungen mit einbezogen. "Ziel ist es, einen besseren Einblick in die verschiedenen Prozesse, ihre Zusammenhänge und konkreten Konsequenzen auf die Struktur und Funktion des gesamten Ökosystems zu gewinnen", erläutern die beteiligten Wissenschaftler.

Simulation mit Regeln

Um ihr ambitioniertes Ziel erreichen zu können, haben der Microsoft-Forscher Drew Purves und sein Team zunächst eine Simulation der rein physischen Erde erstellt, die alle Kontinente, Ozeane und ein globales Weltklima beinhaltet. In einem nächsten Schritt wurden dann einzelne digitale Organismen in das Computermodell eingefügt. Diese erstrecken sich - wie in der Realität auch - von der Pflanzen- bis zur Tierwelt, von Pflanzen- bis zu Fleischfressern, von Kaltblütern bis zu Warmblütern. "Und das alles ist auch noch in sehr unterschiedlichen Größen vertreten, bis hin zu winzigen Blattläusen", schildert Purves die enorme Herausforderung.

Bevor die Forscher letztendlich den Startknopf für ihre umfassende Lebenssimulation der Erde drücken konnten, mussten sie noch eine Reihe von grundlegenden Regeln für das Computermodell definieren. Beispielsweise haben es tierische Räuber wie in der Natur üblich auch in der digitalen Welt besonders gerne auf andere Lebewesen abgesehen, die nicht mehr als ein Zehntel der eigenen Körpermasse besitzen. Auch der Zusammenhang zwischen der Körpertemperatur und der maximal erreichbaren Körpergröße wird im Modell als fester Grundsatz berücksichtigt. "Das sind die Basisregeln unseres Lebens", betont Purves.

Beschränkt einsatzfähig

Zum jetzigen Zeitpunkt ist Madingley zwar bereits gestartet, aber nur beschränkt einsatzfähig. So lassen sich etwa keine gezielten Simulationen einzelner Spezies durchführen, sondern nur ganzer Tiergattungen. "Aussagen zu konkreten Spezies oder spezifischen Situationen lassen sich erst treffen, nachdem wir noch einiges an Arbeit in die Weiterentwicklung des Computermodells gesteckt haben", meint Purves. Dann soll es unter anderem möglich sein, genau zu berechnen, welche Auswirkungen etwa das unkontrollierte Ausbreiten einer Schlangenart in einem bestimmten Bereich des Ökosystems haben kann. Bis es soweit ist, müssen die Forscher allerdings noch zahlreiche zusätzliche Parameter in ihr Modell integrieren. Auch auf den Faktor Mensch wird vorerst noch gänzlich verzichtet.

Markus Steiner | pressetext.redaktion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise