マイクロコズムにおける消費者の増殖速度と系のエントロピ生成量との関係に見られる相転移現象
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概要
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In previous research, we have attempted to understand ecosystems thermodynamically from both experimental and theoretical perspectives by studying closed ecosystems, or microcosms, comprising chlorella, bacteria, and rotifers. We have obtained findings on the ecological structure (colony) and the thermodynamic stability and efficiency of the ecosystem. Many researchers have attempted to understand ecosystems from the viewpoint of thermodynamics, but the relationship between the characteristics of the organisms making up an ecosystem and the thermodynamic characteristics of that ecosystem remains unclear. In this study, we used microcosms to investigate changes in thermodynamic characteristics occurring when the characteristics of the organisms are changed. Specifically, we conducted experimental and theoretical examinations of changes in entropy production in the system in response to changes in the growth rate of rotifers, the consumer in the system. We obtained the following three findings: (1) Two entropy production areas exist when the growth rate of the consumer is increased, one in which production becomes higher and one in which it becomes lower, and a clear phase transition point is observed at the boundary between the two. (2) At this phase transition, the role of the consumer in the material circulation network changes qualitatively. (3) Entropy production of the entire system determines which of these two phases the system is directed toward, and organisms form interactive networks to reduce entropy production.
- 生態工学会の論文
- 2009-04-30
著者
-
石川 芳男
日本大学理工学部航空宇宙工学科
-
石川 芳男
日本大学理工学部 航空宇宙工学科
-
杉浦 桂
相模女子大
-
杉浦 桂
相模女子大学学芸学部
-
王丸 哲文
日本大学大学院理工学研究科 航空宇宙工学専攻博士前期課程
-
中根 昌克
日本大学理工学部 航空宇宙工学科
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