2009年9月8日

Google的演算法則PageRank來預測物種的滅亡速度


我們都知道要查詢自己的文章在Google關鍵字排名或重要性,可以利用PageRank這個軟體(從一分排到十分,其中十分最代表你是最重要的網站)來偵測。
PageRank在wiki中的解釋


現在電腦生物學家拿Google的這個小軟體來幫助他們的實驗,他們拿來為即將滅種的重要物種排序,了解物種在食物鏈的重要程度。

在此之前,生物學家早就知道一些重要的物種若滅絕了,可能會造成整個生物系統崩解,但生物網的複雜程度可能讓事情變得更難解。那時他們著重在食物鏈的堅固程度以及目前消失的物種,但卻沒有人注意到生物滅種的順序

這次他們將PageRank軟體修改後,用來找出哪個物種若滅種會造成生物食物鏈中最嚴重的滅亡。

「若我們找出失去哪個物種會最快破壞整個生態系,那我們就可以了解此物種的重要性」 加州大學聖巴巴拉的生態學家說。

Google的解決辦法不只用來說明物種之間的關聯程度,還可以說明他們的相對地位。因為在Google的PageRank裡,你若是被重要的網站引用或連結,代表你也是個重要的網站。生物學家也用類似的概念,不過卻是反過來,若某物種可以為重要的物種所用(食用),代表這個物種很重要

舉例來說,草很重要,因為羚羊會去吃;而羚羊很重要因為牠是獅子的食物。

當生物學家拿Google的PageRank來檢視12個生物鏈時,他們發覺新方法真的比舊方式好,每次都呈現最好的結果或者十分接近。(在這裡最好的結果指的是拿最少物種就可以預測整個生態系統的滅亡)

不過,食物鏈是只有單一方向,和網路上的雙向連結不太一樣,科學家必須將終點最一些修正,例如:很少有物種會去吃獅子,但這並不太表獅子在整個食物鏈中不重要。(最後他們將程式內加入「root node」,這個概念是來自於即使每個物種都會透過排泄物和最終在土壤中腐蝕回饋給大自然)

利用這個新方式,物種的重要程度可以從有多少線路通向他們來判斷。但在這之前我們都低估了食物鏈中低階物種的重要性,若有很多動物會吃他們,或者它們有很多食物的選擇,代表這個物種可能越重要。

在此之前,人們只專注在某一物種上,不過從這個網絡,我們會發現物種並非獨立於生態系中,事實上他們是和其他物種緊密連結。

之後,生態保育學家可對整個生態系統有更廣泛的認識,讓人們用這個網路系統開始注重或思考保育的重要性。

延伸閱讀:
PageRank的深入說明
Googling Food Webs: Can an Eigenvector Measure Species' Importance for Coextinctions?

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