Επιρροή και ευρωστία σε σταθμισμένος γράφους. Ανάλυση περίπτωσης διμερών δικτύων επικονίασης

Abstract

Τα διμερή είναι τα δίκτυα στα οποία οι συνδέσεις υφίστανται μόνο μεταξύ κόμβων που ανήκουν σε ξένα υποσύνολα. Τέτοια είναι τα δίκτυα μεταξύ ενός μαθητή και καθηγητή, ενός πωλητή και ενός αγοραστή, ενός εντόμου και ενός φυτού κλπ. Τα διμερή δίκτυα έχουν διαφορετική τοπολογία από τα μονομερή και για τον λόγο αυτόν οι κεντρικότητες όπως και άλλοι δείκτες κατασκευασμένοι για μονομερή έχουν διαφοροποιηθεί ή δεν μπορούν να εφαρμοστούν στα διμερή. Στην έρευνα αυτή ασχοληθήκαμε με τα δίκτυα επικονίασης που είναι αμοιβαίως επωφελούμενα δίκτυα (τα έντομα τρέφονται και τα φυτά αναπαράγονται). Χρησιμοποιήσαμε 40 δίκτυα από όλον τον κόσμο για να εξετάσουμε από τι εξαρτάται η ευρωστία των δικτύων αυτών σε περίπτωση εξαφάνισης ειδών. Επικεντρωθήκαμε στην ευρωστία γιατί η εξαφάνιση ειδών είναι ένα πραγματικό και θλιβερό σενάριο, το οποίο λόγω της κλιματικής αλλαγής και της επέμβασης του ανθρώπου στο περιβάλλον περιμένουμε ότι θα επιδεινωθεί τα επόμενα χρόνια. Τα συμπεράσματα μας από την μελέτη των δικτύων επικονίασης, στα οποία λάβαμε υπόψη και τα βάρη των αλληλεπιδράσεων (δηλαδή τον αριθμό των επισκέψεων των εντόμων σε κάθε φυτό) ήταν τα εξής: - Τα δίκτυα που μελετήσαμε έχουν κατανομή βαθμού την truncated power law που δέιχνει ότι τα περισσότερα είδη είναι ειδικοί (δηλαδή αλληλεπιδρούν με λίγα διαφορετικά είδη) και τα λιγότερα γενικοί (δηλαδή αλληλεπιδρούν με πολλά διαφορετικά είδη). Αφού τα δίκτυα αυτά υπάρχουν στη φύση αυτό σημαίνει ότι είναι σταθερά, άρα η κατανομή αυτή είναι πιθανόν να παίζει βασικό ρόλο στην σταθερότητα των δικτύων - Η ευρωστία των εντόμων σχετίζεται θετικά με την επικάλυψη, την ποικιλομορφία και το πλήθος των φυτών, με την έλλειψη της ανταγωνιστικότητας και με την οργάνωση αλλά όχι τον διαχωρισμό των ειδών σε υποσύνολα (clusters). Τέλος η αύξηση της συνδεσιμότητας βοηθά την ευρωστία όπως και η εμφώλευση (οι γενικοί να αλληλεπιδρούν με τους ειδικούς) - Η ευρωστία των φυτών σχετίζεται θετικά με την επικάλυψη, την ποικιλομορφία και το πλήθος των εντόμων, με την συνδεσιμότητα, με την εμφώλευση και την εξειδίκευση. Αρνητικά με την ανταγωνιστικότητα και τον διαχωρισμό του δικτύου σε υποσύνολα (ξένα ή μη) Τέλος κατασκευάσαμε 40 μοντέλα για την πρόβλεψη της ευρωστίας φυτών και εντόμων με αρκετά μικρό μέσο τετραγωνικό σφάλμα. Το μοντέλο εκπαιδεύτηκε στα 35 δίκτυα και ελέγχθηκε ως προς την ακρίβεια του στα υπόλοιπα 5.