ワ・トール

Wa-Tor は、AK Dewdney ^[1]によって考案され、1984 年 12 月号のScientific American誌に「コンピュータによる再現: サメと魚が環状惑星 Wa-Tor で生態学的な戦争を起こす」と題する 5 ページの記事として発表された人口動態シミュレーションです。

惑星ワ・トールはトーラス、つまりドーナツのような形をしており、全体が水で覆われています。ワ・トールの主な住人はサメと魚です... ^[1]

Wa-Tor は通常、魚、サメ、空の水の 3 色で構成された 2 次元グリッドとして実装されます。生き物がグリッドの端を越えて移動すると、反対側に再び現れます。サメは捕食動物で、魚を食べます。サメと魚はどちらも、以下に定義される単純なルールに従って Wa-Tor で生活し、移動し、繁殖し、死にます。これらの単純なルールから、複雑な行動が出現することがわかります。

この生態系のバランスは非常に繊細です。2 種の個体群は、与えられたパラメータ (繁殖周期やサメが飢餓を避けるために餌を食べなければならない期間など) やそれぞれの生物の初期状態に応じて、大きく異なる周期をたどることがあります。両方の種が絶滅の危機に瀕している状態から、どちらか一方または両方の種が豊富になる状態になることもあります。

獲物の数が多いと、捕食者は急速に繁殖することができます。しかし、この増加は逆に狩猟される獲物の数を増やし、獲物の個体数を減らします。獲物が希少になると、捕食者は飢え死にし始め、個体数が減少し、獲物に対する狩猟圧力が緩和されます。獲物 (そしてやがて捕食者) は、サイクルが繰り返されるにつれて再び急速に繁殖することができます。

「時間は、クロノンと呼ばれる離散的なジャンプで経過します。各クロノンの間に、魚やサメは、同じ種の個体がまだ占有していない限り、北、東、南、または西の隣接点に移動できます。乱数ジェネレータが実際の選択を行います。魚の場合、選択は簡単です。占有されていない隣接点をランダムに 1 つ選択し、そこに移動してください。隣接する 4 つの点すべてが占有されている場合、魚は移動しません。魚を狩ることは単なる移動よりも優先されるため、サメのルールはより複雑です。魚が占有している隣接点からランダムに 1 つ選択し、そこに移動して魚を捕食します。近くに魚がいない場合、サメは魚と同じように移動し、仲間のサメを避けます。」^[1]

1. 各クロノンで、魚は隣接する空いているマスの 1 つにランダムに移動します。空いているマスがない場合、移動は行われません。
2. 魚が一定数のクロノンを生き延びると、繁殖できるようになります。これは、魚が隣のマスに移動するときに行われ、古い位置に新しい魚が残されます。繁殖時間もゼロにリセットされます。

1. 各クロノンで、サメは魚が占めている隣接マスにランダムに移動します。魚がいない場合は、サメはランダムに隣接する空いているマスに移動します。空いているマスがない場合、移動は行われません。
2. 各クロノンごとに、各サメからエネルギー単位が奪われます。
3. エネルギーがゼロになると、サメ​​は死んでしまいます。
4. サメが魚がいるマスに移動すると、その魚を食べ、一定量のエネルギーを獲得します。
5. サメは一定数のクロノンを生き延びると、魚とまったく同じ方法で繁殖する可能性があります。

長期的には、Wa-Tor では 3 つのシナリオが考えられます。

1. 魚とサメの完璧なバランス。増えたり減ったりはするが、決して絶滅することはない。
2. サメの消失。
3. 両種の絶滅。

最初のシナリオは、2 つの個体数が定期的に変動する一種の均衡が達成されるという、非常に実現が難しい場合があります。ほとんどの場合、魚の数がほぼ絶滅の危機に瀕する状態まで減少し、その後、サメの個体数が食料不足により急速に減少します。これにより、サメの個体数がこの増加に対応できるようになるまで、魚の個体数が再び増加します。

両方の動物の絶滅は、サメの数が増えすぎて魚をすべて食べてしまうときに起こります。魚はサメの唯一の食料源であるため、サメは必然的に飢え死にします。

逆に、初期の魚の数が少ない場合、またはサメの飢餓期間が非常に短い場合は、2 番目のシナリオが発生します。この場合、サメは絶滅し、魚にチャンスが残されます。

• ロトカ・ヴォルテラ方程式
• 漁業の個体群動態

• デュードニー、アレクサンダー・キーワティン(1984 年 12 月)。「サメと魚が環状惑星 Wa-Tor で生態学的な戦争を繰り広げる」。サイエンティフィック・アメリカン。pp. 14-22。

• Wa-tor シミュレーター オンライン
• ワトルのカード
• Wa-Torを再生するソースJavaアプレット
• Planet Wator - ダウンロード可能なソースコード
• Wator - Seed7で書かれたオープンソースバージョン
• HTML5 Wa-torオンラインシミュレーター
• ZX Sinclair ホームコンピュータ用の Wa-tor シミュレータ