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 Spot auf die Maschinerie des Lebens
23.08.2017 | Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen

nachricht Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden
23.08.2017 | Medical University of Vienna

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie