通过监测一个振荡的化学系统,研究人员观察到清晰的早期预警信号系统接近临界点时所发出之前崩溃成稳态行为。
称为临界慢化现象表明系统接近相对稳定之间的边界,可能不太熟悉的行为。的特点是所花费的时间的增加系统扰动后恢复,这种类型的信号发生在许多系统中,包括生态系统、全球气候,传染病疫情,金融市场和抑郁症的发病。现在,研究人员已经观察到这些信号在化学网络。
我们的振动系统产生振荡所需的最小数量的组件在浓度随着时间的推移,”说奥利弗·马奎尔来自荷兰内梅亨大学的该研究。他们的系统,这是在以前的研究中,开发使用胰蛋白酶酶,产生两种可能的行为取决于温度和流量:持续振荡胰蛋白酶浓度,或抑制振荡倾向于稳定的胰岛素水平。马奎尔和他的同事暂时提高了系统的温度,测量用了多长时间回到稳定的振荡,除了监控振荡波的形状。
接近这两个行为之间的界限,系统显示临界慢化行为(增加扰动后恢复时间)和扩大的振荡波。通过监控这些信号,该组织是能够证明他们的胰蛋白酶振荡器网络行为符合预测的模型显示在不同的温度和流速。“预警信号的重要性是部分承认,因为它允许生态学家,气候学家和经济学家识别系统接近崩溃时,它不可能完全模型系统,”马奎尔解释道。
在化学的系统里,例如,早期预警信号有可能识别和正确的参数,从而增加反应稳定性。然而,马奎尔小心注意的是,应用程序仍然是一些路要走。特别地,我们需要学习如何构建化学系统能够处理信息和信号,然后生成一个响应。一旦我们有了这看起来我们可以集成到一个反馈机制,”他说。
马丁荷兰瓦赫宁根大学和研究,是对复杂系统的稳定与变化感兴趣,也积极的潜在化学系统的早期预警信号。在某种意义上它并不奇怪,这种通用的预警信号为关键现在发现化学反应网络的转换。我们现在知道那些足够弹性的动态签名是通用的明显的在一个广泛的系统。然而,令人兴奋的是这是捡起在化学领域的一个全新的应用程序可能出现的范围。”
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