Questa è una vecchia versione del documento!
Life and death in the ocean: fish and sharks (WATOR)
Wator e' un semplice modello di andamento della popolazione acquatica studiato in ecologia. Questo modello e' diventato popolare dopo esser stato presentato nella colonna Computer Recreations della rivista Scientific American [A. K. Dewdney, Sharks and fish wage an ecological war on the toroidal planet Wator, Scientific American, December 1984]. Wator e' un pianeta ricoperto interamente da un oceano temperato. L'oceano e' abitato da predatori (gli squali)e prede (i pesci). Wator viene rappresentato da una matrice rettangolare. Ogni elemento della matrice rappresenta un'area dell'oceano che puo' essere in tre stati distinti
- puo' essere vuota
- puo' contenere esattamente un pesce
- puo' contenere esattamente uno squalo.
Siccome Wator e' un pianeta rotondo le celle della prima riga (colonna) sono adiacenti alle celle dell'ultima riga (colonna).
Il tempo e' a sua volta suddiviso in unita' standard dette chronons, il sistema si evolve in passi che corrispondono ad un chronon ciascuno. Ad ogni passo la matrice che rappresenta il pianeta viene aggiornata secondo il comportamento di predatori e prede. Il comportamento di predatori e prede e' il seguente:
- Gli squali mangiano e si spostano. A ogni passo, uno squalo presente in una cella (i,j) si guarda intorno nelle celle adiacenti. Se una di queste celle contiene un pesce, lo squalo mangia il pesce e si sposta nella cella precedentemente occupata dal pesce. Se nessuna delle celle adiacenti contiene un pesce, lo squalo si sposta in una delle celle adiacenti vuote. Le celle adiacenti sono le celle in cui uno degli indici differisce esattamente di uno da i e j, graficamente
(i-1,j) | |||
(i,j-1) | (i,j+1) | ||
(i+1,j) |
- Gli squali si riproducono e muoiono Se uno squalo sopravvive per almeno Sb chronon si riproduce: se e' disponibile una cella adiacente vuota questa viene occupata da un nuovo squalo. Lo squalo che si e' appena riprodotto potra' farlo di nuovo dopo altri Sb chronon. D'altra parte, se uno squalo no mangia per Sb chronon muore e scompare dalla griglia.
- I pesci si spostano A ogni passo un pesce si sposta casualmente in una delle celle adiacenti. Siccome Wator e' un pianeta rotondo i pesci (e gli squali) possono nuotare verso l'esterno di un lato della matrice e risbucare dal lato opposto.
- I pesci si riproducono Se un pesce sopravvive per almeno Fb chronon si riproduce: se e' disponibile una cella adiacente vuota questa viene occupata da un nuovo pesce. Il pesce che si e' appena riprodotto potra' farlo di nuovo dopo altri Fb chronon.
All' inizio della simulazione, la griglia deve essere riempita casualmente con NS squali e NF pesci, mentre i valori di Sb ed Fb devono essere messi a zero. Ogni volta che un pesce o uno squalo puo' scegliere di muoversi, mangiare, riprodursi, deve farlo scegliendo in maniera casuale fra le possibile alternative.
Questo modello, per quanto semplice, e' sufficiente a farnire un comportamento simile a quello che viene osservato davvero in alcune popolazioni in natura. Se c'e' abbastanza pesce, gli squali prosperatano e si riproducono finche' non raggiungono un numero troppo elevato. a questo punto quasi tutto il pesce verra' divorato e iniziera' un periodo di carestia.