http://www.simulace.info/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=Trcs00 2026-07-28T08:25:49Z User contributions MediaWiki 1.31.1 http://www.simulace.info/index.php?title=SS_2022/2023/cs&diff=24543 2023-06-17T10:01:06Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div>{{DISPLAYTITLE:LS 2022/2023}}<br /> <br /> Semestrální práce (simulace) z letního semestru 2022/2023. Sem přidejte odkaz na stránku s Vaší prací.<br /> Nejprve je třeba nechat schválit [[Assignment SS 2022/2023/cs|zadání práce]].<br /> <br /> =Vypracovaná témata LS 2022/2023=<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Velká_kysl%C3%ADková_katastrofa Velká kyslíková katastrofa (Netlogo) ] - Šimon Trčka<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Topenie_%C4%BEadovcov Topenie ľadovcov (NetLogo)] - Jozef Kolibár<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Predpove%C4%8F_priebehu_pand%C3%A9mie Predpoveď priebehu pandémie(Vensim)] - Adam Daniš<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/%C5%A0%C3%ADrenie_lesn%C3%A9ho_po%C5%BEiaru Šírenie lesného požiaru (NetLogo)] - Adam Klima<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Vydavatelstv%C3%AD_slovn%C3%ADk%C5%AF Vydavatelství slovníků (Calc)] - Jan Getmančuk<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Fermentace_pomoc%C3%AD_Tibi_krystal%C5%AF Fermentace pomocí Tibi krystalů (Vensim) - Lukáš Čermák]<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Simulace:_V%C3%BDvoje_ekosyst%C3%A9mu_kor%C3%A1lov%C3%A9ho_%C3%BAtesu Simulace: Vývoje ekosystému korálového útesu (NetLogo)] - Vít Stříteský<br /> * [https://www.simulace.info/index.php?title=User:Kouj09/Simulace Veřejné toalety] - [[User:Kouj09|Kouj09]] ([[User talk:Kouj09|talk]]) 14:49, 12 June 2023 (CET)<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/User:Trat13 Simulace odsouzených osob v ČR (Vensim)] - Thu Thuy Tranová<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Předpověď_počasí Předpověď počasí (Monte Carlo)] - Tereza Plánková<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Vývoj_cen_energií Vývoj cen energií (Monte Carlo)] - Hana Marková<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Život_dítěte Život dítěte (Vensim)] - Tatiana Čižmáriková<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Stádo_pakoňů Stádo pakoňů (NetLogo)] - Petr Müller<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Simulace_zálohovacího_systému Simulace zavedení zálohovacího systému PET lahví v ČR ] - Miloslav Vach<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Simuace_vyberu_stredni_skoly Simulace výběru střední školy na základě vzdělávacích preferencí a očekávání budoucí kariéry (Vensim) ] - Tereza Hajná<br /> * [ https://www.simulace.info/index.php/Sireni_dezinformace ] - Vladislav Liubchenko<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/V%C3%BDvoj_s%C3%ADt%C4%9B_dob%C3%ADjec%C3%ADch_stanic Vývoj sítě dobíjecích stanic (Vensim) ] - Tomáš Koťara<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Predikce_vyzvednutí_balíků_z_doručovacích_boxu] - Zubko Vitalii</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24367 2023-06-12T18:55:29Z

<p>Trcs00: /* Agenti */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> * Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> * Pohyb<br /> * Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> * Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> * Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> * Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> * Pohyb<br /> * Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> * Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> * Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie a z fotosyntézy zbylých 80-100 % . &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> V tomto projektu jsem vytvořil multiagentní simulaci pomocí programu NetLogo ke studiu dopadu vývoje kyslíku u sinic prostřednictvím fotosyntézy, který vedl k významným změnám v zemské atmosféře a masovému vymírání. Cílem simulace bylo prozkoumat dynamiku mezi anaerobními organismy a sinicemi produkujícími kyslík a simulovat možné prostředí během Velké kyslíkové katastrofy.<br /> <br /> Do simulace jsem začlenil různé parametry a globální proměnné pro řízení simulace, včetně maximální velikosti populací anaerobních organismů, hladiny kyslíku, tolerance kyslíku, rychlosti produkce kyslíku a dynamiky živin. Tyto parametry nám umožnily manipulovat a pozorovat různé scénáře a jejich dopad na ekosystém.<br /> <br /> V průběhu simulace se organismy pohybovaly, konzumovali živiny, rozmnožovaly se a čelily smrti v závislosti na úrovni energie, dostupnosti živin a toleranci kyslíku. Zavedli jsme kyslíkový práh, abychom určili, kdy se začne projevovat pravděpodobnost smrti anaerobních organismů v důsledku vysoké hladiny kyslíku.<br /> <br /> Navíc jsem vytvořil možnost vykreslit do grafu hladinu kyslíku v čase a počet organismů a živin, což umožňuje vizuální sledování její dynamiky během simulace.<br /> <br /> Simulace umožnila nahlédnout do důsledků vývoje kyslíku u sinic, například do možného vymírání anaerobních organismů, když hladina kyslíku překročí určité prahové hodnoty. Úpravou parametrů jsme mohli sledovat, jak změny v dostupnosti živin, velikosti populace a toleranci kyslíku ovlivňují výsledky.<br /> <br /> Celkově tento projekt poukazuje na možnosti agentového modelování a simulace pro pochopení složitých ekologických procesů a historických událostí. Simulace slouží jako užitečný nástroj pro studium dynamiky vývoje kyslíku a jeho vlivu na rané ekosystémy Země a usnadňuje další zkoumání a experimentování s různými scénáři a nastavením parametrů.<br /> <br /> Budoucí vylepšení simulace by mohla zahrnovat začlenění dalších ekologických faktorů, jako jsou změny prostředí, vytvoření více agentů a parametrů prostředí, aby se vytvořil komplexnější model dynamiky ekosystému během přechodu na okysličenou atmosféru.<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyannoo.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Cyannoo.nlogo&diff=24242 2023-06-12T13:11:50Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24241 2023-06-12T13:09:57Z

<p>Trcs00: /* Kód */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie a z fotosyntézy zbylých 80-100 % . &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> V tomto projektu jsem vytvořil multiagentní simulaci pomocí programu NetLogo ke studiu dopadu vývoje kyslíku u sinic prostřednictvím fotosyntézy, který vedl k významným změnám v zemské atmosféře a masovému vymírání. Cílem simulace bylo prozkoumat dynamiku mezi anaerobními organismy a sinicemi produkujícími kyslík a simulovat možné prostředí během Velké kyslíkové katastrofy.<br /> <br /> Do simulace jsem začlenil různé parametry a globální proměnné pro řízení simulace, včetně maximální velikosti populací anaerobních organismů, hladiny kyslíku, tolerance kyslíku, rychlosti produkce kyslíku a dynamiky živin. Tyto parametry nám umožnily manipulovat a pozorovat různé scénáře a jejich dopad na ekosystém.<br /> <br /> V průběhu simulace se organismy pohybovaly, konzumovali živiny, rozmnožovaly se a čelily smrti v závislosti na úrovni energie, dostupnosti živin a toleranci kyslíku. Zavedli jsme kyslíkový práh, abychom určili, kdy se začne projevovat pravděpodobnost smrti anaerobních organismů v důsledku vysoké hladiny kyslíku.<br /> <br /> Navíc jsem vytvořil možnost vykreslit do grafu hladinu kyslíku v čase a počet organismů a živin, což umožňuje vizuální sledování její dynamiky během simulace.<br /> <br /> Simulace umožnila nahlédnout do důsledků vývoje kyslíku u sinic, například do možného vymírání anaerobních organismů, když hladina kyslíku překročí určité prahové hodnoty. Úpravou parametrů jsme mohli sledovat, jak změny v dostupnosti živin, velikosti populace a toleranci kyslíku ovlivňují výsledky.<br /> <br /> Celkově tento projekt poukazuje na možnosti agentového modelování a simulace pro pochopení složitých ekologických procesů a historických událostí. Simulace slouží jako užitečný nástroj pro studium dynamiky vývoje kyslíku a jeho vlivu na rané ekosystémy Země a usnadňuje další zkoumání a experimentování s různými scénáři a nastavením parametrů.<br /> <br /> Budoucí vylepšení simulace by mohla zahrnovat začlenění dalších ekologických faktorů, jako jsou změny prostředí, vytvoření více agentů a parametrů prostředí, aby se vytvořil komplexnější model dynamiky ekosystému během přechodu na okysličenou atmosféru.<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyannoo.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24203 2023-06-11T14:17:55Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie a z fotosyntézy zbylých 80-100 % . &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> V tomto projektu jsem vytvořil multiagentní simulaci pomocí programu NetLogo ke studiu dopadu vývoje kyslíku u sinic prostřednictvím fotosyntézy, který vedl k významným změnám v zemské atmosféře a masovému vymírání. Cílem simulace bylo prozkoumat dynamiku mezi anaerobními organismy a sinicemi produkujícími kyslík a simulovat možné prostředí během Velké kyslíkové katastrofy.<br /> <br /> Do simulace jsem začlenil různé parametry a globální proměnné pro řízení simulace, včetně maximální velikosti populací anaerobních organismů, hladiny kyslíku, tolerance kyslíku, rychlosti produkce kyslíku a dynamiky živin. Tyto parametry nám umožnily manipulovat a pozorovat různé scénáře a jejich dopad na ekosystém.<br /> <br /> V průběhu simulace se organismy pohybovaly, konzumovali živiny, rozmnožovaly se a čelily smrti v závislosti na úrovni energie, dostupnosti živin a toleranci kyslíku. Zavedli jsme kyslíkový práh, abychom určili, kdy se začne projevovat pravděpodobnost smrti anaerobních organismů v důsledku vysoké hladiny kyslíku.<br /> <br /> Navíc jsem vytvořil možnost vykreslit do grafu hladinu kyslíku v čase a počet organismů a živin, což umožňuje vizuální sledování její dynamiky během simulace.<br /> <br /> Simulace umožnila nahlédnout do důsledků vývoje kyslíku u sinic, například do možného vymírání anaerobních organismů, když hladina kyslíku překročí určité prahové hodnoty. Úpravou parametrů jsme mohli sledovat, jak změny v dostupnosti živin, velikosti populace a toleranci kyslíku ovlivňují výsledky.<br /> <br /> Celkově tento projekt poukazuje na možnosti agentového modelování a simulace pro pochopení složitých ekologických procesů a historických událostí. Simulace slouží jako užitečný nástroj pro studium dynamiky vývoje kyslíku a jeho vlivu na rané ekosystémy Země a usnadňuje další zkoumání a experimentování s různými scénáři a nastavením parametrů.<br /> <br /> Budoucí vylepšení simulace by mohla zahrnovat začlenění dalších ekologických faktorů, jako jsou změny prostředí, vytvoření více agentů a parametrů prostředí, aby se vytvořil komplexnější model dynamiky ekosystému během přechodu na okysličenou atmosféru.<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=SS_2022/2023/cs&diff=24198 2023-06-11T11:59:16Z

<p>Trcs00: /* Vypracovaná témata LS 2022/2023 */</p> <hr /> <div>{{DISPLAYTITLE:LS 2022/2023}}<br /> <br /> Semestrální práce (simulace) z letního semestru 2022/2023. Sem přidejte odkaz na stránku s Vaší prací.<br /> Nejprve je třeba nechat schválit [[Assignment SS 2022/2023/cs|zadání práce]].<br /> <br /> =Vypracovaná témata LS 2022/2023=<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Velká_kysl%C3%ADková_katastrofa Velká kyslíková katastrofa] - Šimon Trčka</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=SS_2022/2023/cs&diff=24197 2023-06-11T11:57:53Z

<p>Trcs00: /* Vypracovaná témata LS 2022/2023 */</p> <hr /> <div>{{DISPLAYTITLE:LS 2022/2023}}<br /> <br /> Semestrální práce (simulace) z letního semestru 2022/2023. Sem přidejte odkaz na stránku s Vaší prací.<br /> Nejprve je třeba nechat schválit [[Assignment SS 2022/2023/cs|zadání práce]].<br /> <br /> =Vypracovaná témata LS 2022/2023=<br /> * [https://www.simulace.info/index.php/Velká_kysl%C3%ADková_katastrofa] - Šimon Trčka</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24196 2023-06-11T11:56:28Z

<p>Trcs00: /* Závěr */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> V tomto projektu jsem vytvořil multiagentní simulaci pomocí programu NetLogo ke studiu dopadu vývoje kyslíku u sinic prostřednictvím fotosyntézy, který vedl k významným změnám v zemské atmosféře a masovému vymírání. Cílem simulace bylo prozkoumat dynamiku mezi anaerobními organismy a sinicemi produkujícími kyslík a simulovat možné prostředí během Velké kyslíkové katastrofy.<br /> <br /> Do simulace jsem začlenil různé parametry a globální proměnné pro řízení simulace, včetně maximální velikosti populací anaerobních organismů, hladiny kyslíku, tolerance kyslíku, rychlosti produkce kyslíku a dynamiky živin. Tyto parametry nám umožnily manipulovat a pozorovat různé scénáře a jejich dopad na ekosystém.<br /> <br /> V průběhu simulace se organismy pohybovaly, konzumovali živiny, rozmnožovaly se a čelily smrti v závislosti na úrovni energie, dostupnosti živin a toleranci kyslíku. Zavedli jsme kyslíkový práh, abychom určili, kdy se začne projevovat pravděpodobnost smrti anaerobních organismů v důsledku vysoké hladiny kyslíku.<br /> <br /> Navíc jsem vytvořil možnost vykreslit do grafu hladinu kyslíku v čase a počet organismů a živin, což umožňuje vizuální sledování její dynamiky během simulace.<br /> <br /> Simulace umožnila nahlédnout do důsledků vývoje kyslíku u sinic, například do možného vymírání anaerobních organismů, když hladina kyslíku překročí určité prahové hodnoty. Úpravou parametrů jsme mohli sledovat, jak změny v dostupnosti živin, velikosti populace a toleranci kyslíku ovlivňují výsledky.<br /> <br /> Celkově tento projekt poukazuje na možnosti agentového modelování a simulace pro pochopení složitých ekologických procesů a historických událostí. Simulace slouží jako užitečný nástroj pro studium dynamiky vývoje kyslíku a jeho vlivu na rané ekosystémy Země a usnadňuje další zkoumání a experimentování s různými scénáři a nastavením parametrů.<br /> <br /> Budoucí vylepšení simulace by mohla zahrnovat začlenění dalších ekologických faktorů, jako jsou změny prostředí, vytvoření více agentů a parametrů prostředí, aby se vytvořil komplexnější model dynamiky ekosystému během přechodu na okysličenou atmosféru.<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24195 2023-06-11T11:45:56Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref name = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24194 2023-06-11T11:45:26Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref = naturkkeekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24193 2023-06-11T11:44:55Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref = natureekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref = natureekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24192 2023-06-11T11:44:33Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''. &lt;ref = natureekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus. &lt;ref = natureekk &gt; Olejarz, J., Iwasa, Y., Knoll, A. H., &amp; Nowak, M. A. &lt;i&gt; The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. &lt;/i&gt; Nature Communications, 2021, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24191 2023-06-11T11:41:30Z

<p>Trcs00: /* Kód */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]<br /> <br /> =Zdroje=</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24190 2023-06-11T11:40:43Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie. &lt;ref name = aneroo &gt; Decker, K., Jungermann, K., &amp; Thauer, R. K. &lt;i&gt; Energy production in anaerobic organisms. &lt;/i&gt; Angewandte Chemie, 1970, 9(2), 138–158. https://doi.org/10.1002/anie.197001381 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24189 2023-06-11T11:38:22Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name = czanoo &gt;Quintana, N., Van Der Kooy, F., Van De Rhee, M. D., Voshol, G. P., &amp; Verpoorte, R. &lt;i&gt; Renewable energy from Cyanobacteria: energy production optimization by metabolic pathway engineering. &lt;/i&gt; Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91(3), 471–490. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3394-0 &lt;/ref&gt;<br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24188 2023-06-11T11:35:36Z

<p>Trcs00: /* Agenti */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name=&quot;probz&quot;&gt;Spiegel, M. R., Schiller, J. T., &amp; Srinivasan, A. &lt;i&gt;Probability and Statistics : based on Schaum’s outline of Probability and Statistics&lt;/i&gt;, published 2001 https://ci.nii.ac.jp/ncid/BA77714681&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24187 2023-06-11T11:35:04Z

<p>Trcs00: /* Agenti */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. &lt;ref name = bushh &gt; Bush, L. M., &amp; Vazquez-Pertejo, M. T. . &lt;i&gt; Overview of Anaerobic Bacteria. &lt;/i&gt; MSD Manual Professional Edition. 2023 https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria &lt;/ref&gt;<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name=&quot;probz&quot;&gt;Spiegel, M. R., Schiller, J. T., &amp; Srinivasan, A. &lt;i&gt;Probability and Statistics : based on Schaum’s outline of Probability and Statistics&lt;/i&gt;, published 2001 https://ci.nii.ac.jp/ncid/BA77714681&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24186 2023-06-11T11:23:12Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt; &lt;ref name=&quot;odxzz&quot;&gt; Zhang, S., Wang, X., Bjerrum, C. J., Hammarlund, E. U., Costa, M., Connelly, J. A., Zhang, B., Su, J., &amp; Canfield, D. E. &lt;i&gt; Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. &lt;/i&gt; ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America'',2016, 113(7), 1731–1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1523449113 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name=&quot;probz&quot;&gt;Spiegel, M. R., Schiller, J. T., &amp; Srinivasan, A. &lt;i&gt;Probability and Statistics : based on Schaum’s outline of Probability and Statistics&lt;/i&gt;, published 2001 https://ci.nii.ac.jp/ncid/BA77714681&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24185 2023-06-11T11:20:51Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %. &lt;ref name=&quot;oxzz&quot;&gt; Pavlov, A. N., &amp; Kasting, J. F. &lt;i&gt; Mass-Independent Fractionation of Sulfur Isotopes in Archean Sediments: Strong Evidence for an Anoxic Archean Atmosphere. &lt;/i&gt; ''Astrobiology'', 2002, 2(1), 27–41. https://doi.org/10.1089/153110702753621321 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name=&quot;probz&quot;&gt;Spiegel, M. R., Schiller, J. T., &amp; Srinivasan, A. &lt;i&gt;Probability and Statistics : based on Schaum’s outline of Probability and Statistics&lt;/i&gt;, published 2001 https://ci.nii.ac.jp/ncid/BA77714681&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24181 2023-06-11T11:12:36Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref name = goee &gt; Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I.; Eickmann, Benjamin; Andersen, Morten B.; Schoenberg, Ronny &lt;i&gt; Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event &lt;/i&gt; ''Earth and Planetary Science Letters'', 594, 117716. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117716 &lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name=&quot;probz&quot;&gt;Spiegel, M. R., Schiller, J. T., &amp; Srinivasan, A. &lt;i&gt;Probability and Statistics : based on Schaum’s outline of Probability and Statistics&lt;/i&gt;, published 2001 https://ci.nii.ac.jp/ncid/BA77714681&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24180 2023-06-11T11:07:20Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref&gt;{{cite journal |last1=Ossa Ossa |first1=Frantz |last2=Spangenberg |first2=Jorge E. |last3=Bekker |first3=Andrey |last4=König |first4=Stephan |last5=Stüeken |first5=Eva E. |last6=Hofmann |first6=Axel |last7=Poulton |first7=Simon W. |last8=Yierpan |first8=Aierken |last9=Varas-Reus |first9=Maria I. |last10=Eickmann |first10=Benjamin |last11=Andersen |first11=Morten B. |last12=Schoenberg |first12=Ronny |date=15 September 2022 |title=Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event |journal=[[Earth and Planetary Science Letters]] |volume=594 |page=117716 |doi=10.1016/j.epsl.2022.117716 |hdl=10481/78482 |doi-access=free }}&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie. &lt;ref name=&quot;probz&quot;&gt;Spiegel, M. R., Schiller, J. T., &amp; Srinivasan, A. &lt;i&gt;Probability and Statistics : based on Schaum’s outline of Probability and Statistics&lt;/i&gt;, published 2001 https://ci.nii.ac.jp/ncid/BA77714681&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Template:Cite_journal&diff=24179 2023-06-11T11:06:37Z

<p>Trcs00: Created page with &quot;&lt;ref&gt;{{cite journal |last1=Ossa Ossa |first1=Frantz |last2=Spangenberg |first2=Jorge E. |last3=Bekker |first3=Andrey |last4=König |first4=Stephan |last5=Stüeken |first5=Eva...&quot;</p> <hr /> <div>&lt;ref&gt;{{cite journal |last1=Ossa Ossa |first1=Frantz |last2=Spangenberg |first2=Jorge E. |last3=Bekker |first3=Andrey |last4=König |first4=Stephan |last5=Stüeken |first5=Eva E. |last6=Hofmann |first6=Axel |last7=Poulton |first7=Simon W. |last8=Yierpan |first8=Aierken |last9=Varas-Reus |first9=Maria I. |last10=Eickmann |first10=Benjamin |last11=Andersen |first11=Morten B. |last12=Schoenberg |first12=Ronny |date=15 September 2022 |title=Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event |journal=[[Earth and Planetary Science Letters]] |volume=594 |page=117716 |doi=10.1016/j.epsl.2022.117716 |hdl=10481/78482 |doi-access=free }}&lt;/ref&gt;</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24178 2023-06-11T11:06:20Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. &lt;ref&gt;{{cite journal |last1=Ossa Ossa |first1=Frantz |last2=Spangenberg |first2=Jorge E. |last3=Bekker |first3=Andrey |last4=König |first4=Stephan |last5=Stüeken |first5=Eva E. |last6=Hofmann |first6=Axel |last7=Poulton |first7=Simon W. |last8=Yierpan |first8=Aierken |last9=Varas-Reus |first9=Maria I. |last10=Eickmann |first10=Benjamin |last11=Andersen |first11=Morten B. |last12=Schoenberg |first12=Ronny |date=15 September 2022 |title=Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event |journal=[[Earth and Planetary Science Letters]] |volume=594 |page=117716 |doi=10.1016/j.epsl.2022.117716 |hdl=10481/78482 |doi-access=free }}&lt;/ref&gt;<br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24173 2023-06-11T10:54:50Z

<p>Trcs00: /* Smyčka velké kyslíkové katastrofy */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Pokud se sinice rozmnožují velmi rychlým tempem, tak se nekonečně opakují GOE s dobami ledovými. <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Grrhdda%C5%A1%C5%A1e.png&diff=24172 2023-06-11T10:53:33Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24171 2023-06-11T10:50:36Z

<p>Trcs00: /* Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> == Smyčka velké kyslíkové katastrofy ==<br /> <br /> <br /> [[File:grrhddašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Grrhha%C5%A1%C5%A1e.png&diff=24166 2023-06-11T09:58:08Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24165 2023-06-11T09:57:42Z

<p>Trcs00: /* Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> Pokud jsou míry reprodukce podobné, je možné, že se nejdřív populace anaerobních organismů dostane na hranici maximálního počtu a rychle klesne. Potom už sinice produkují dostatečné množství kyslíku, které je pro anaerobní organismy toxické.<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24164 2023-06-11T09:50:56Z

<p>Trcs00: /* Přežití anaerobních organismů */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů následovaná Velkou kyslíkovou katastrofou ==<br /> <br /> [[File:grrhhašše.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24162 2023-06-11T09:46:18Z

<p>Trcs00: /* Přežití anaerobních organismů */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 4 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Druhý zaznamenává další nárust, který je pozastaven nárustem kyslíku v atmosféře. Ten způsobí dobu ledovou, která způsobí pokles sinic. Vzhledem k rychlé reprodukci anaerobních organismů se v jejich počtu vytvoří ustálená úroveň. <br /> # Poté co skončí doba ledová se mohou anaerobní organismy zase rapidně rozmnožovat, což má za následek 3. i 4. vrchol grafu.<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Grra%C5%A1%C5%A1e.png&diff=24159 2023-06-11T09:41:24Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24158 2023-06-11T09:41:10Z

<p>Trcs00: /* Přežití anaerobních organismů */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrašše.png|center|]]<br /> <br /> V grafu jsou vidět 3 vrcholy v reprodukci anaerobních organismů<br /> # První zaznamenává rychlý nárůst anaerobních organismů a poté prudký pokles nastavený programem<br /> # Dr<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Grrafee.png&diff=24157 2023-06-11T09:35:22Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24156 2023-06-11T09:34:58Z

<p>Trcs00: /* Přežití anaerobních organismů */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrafee.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24155 2023-06-11T09:34:10Z

<p>Trcs00: /* Scénář velké kyslíkové katastrofy */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat. Poté se sinice dále rozmnožují až nastane doba ledová, kdy také začnou rapidně vymírat, což je také vidět v grafu.<br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24154 2023-06-11T09:31:57Z

<p>Trcs00: /* Scénář velké kyslíkové katastrofy */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> Na grafu je vidět jak stoupá počet sinic a při dosažení hranice tolerance na kyslík začne počet anaerobních organismů rapidně klesat.<br /> <br /> <br /> == Přežití anaerobních organismů ==<br /> Při tomto scénáři musí mít anaerobní organismy větší míru reprodukce než sinice a vysokou toleranci na kyslík.<br /> <br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Grrafgoe.png&diff=24153 2023-06-11T09:25:53Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24152 2023-06-11T09:25:38Z

<p>Trcs00: /* Scénář velké kyslíkové katastrofy */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> [[File:grrafgoe.png|center|]]<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24151 2023-06-11T09:25:12Z

<p>Trcs00: /* Scénář velké kyslíkové katastrofy */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> Při tomto scénáři musí mít sinice větší míru reprodukce než ostatní organismy.<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24145 2023-06-11T09:14:57Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Tolerance kyslíku'''<br /> Kyslík začne být pro anaerobní organismy toxický když dosáhne 1 % v atmosféře.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24144 2023-06-11T09:06:43Z

<p>Trcs00: /* Parametry */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> == Scénář velké kyslíkové katastrofy ==<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24143 2023-06-11T09:06:07Z

<p>Trcs00: /* Výsledky */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> == Parametry ==<br /> * '''Počáteční hladina kyslíku'''<br /> Počáteční hladina kyslíku je podle literatury vždy nastavena na 0.0001 %.<br /> <br /> * '''Maximální hladina kyslíku'''<br /> Maximální hladina kyslíku je podle literatury 10 %. <br /> <br /> * '''Sinice a živiny'''<br /> Sinice mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 0-20 % energie.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy a živiny'''<br /> Anaerobní organismy mají podle literatury nastavené, že ze živin získávájí 80-100 % energie.<br /> <br /> * '''Scénář velké kyslíkové katastrofy'''<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Anaerooo.png&diff=24142 2023-06-11T08:33:01Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24140 2023-06-11T08:07:21Z

<p>Trcs00: /* Prostředí */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> * '''Přežití anaerobních organismů''' <br /> Pokud se anaerobní organismy dostanou nad hranici maximální počtu, program vyhodí zprávu &quot;Anaerobic organisms have survived!&quot; a nastaví se menší počet anaerobních organismů. Tento scénář pak loopuje do té doby než sinice ovládnou prostředí.<br /> <br /> <br /> [[File:anaerooo.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:GOEE.png&diff=24139 2023-06-11T07:55:21Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24138 2023-06-11T07:55:00Z

<p>Trcs00: /* Prostředí */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> * '''Velká kyslíková katastrofa (GOE)''' <br /> Poté co nastane doba ledová a sinice se dostanou pod kritické číslo, program vyhodí zprávu &quot;Great Oxygenation Event&quot; a prostředí se dostane do základního nastavení jen z přeživšími anaerobními organismy.<br /> <br /> [[File:GOEE.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=File:Paramm.png&diff=24129 2023-06-10T19:08:49Z

<p>Trcs00: </p> <hr /> <div></div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24128 2023-06-10T19:08:03Z

<p>Trcs00: /* Prostředí */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. Poté bylo nutné nastavit další parametry agentů.<br /> <br /> [[File:paramm.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24127 2023-06-10T19:06:21Z

<p>Trcs00: /* Prostředí */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. To se dalo modulovat pomocí slideru, které je vidět v nadcházejícím obrázku.<br /> [[File:sinicee.png|center|]]<br /> <br /> <br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00 http://www.simulace.info/index.php?title=Velk%C3%A1_kysl%C3%ADkov%C3%A1_katastrofa&diff=24126 2023-06-10T18:59:20Z

<p>Trcs00: /* Definice problému */</p> <hr /> <div>Přítomnost kyslíku na Zemi považujeme za samozřejmost. Kyslík však v zemské atmosféře chyběl téměř polovinu života naší planety. Když Země před přibližně 4,5 miliardami let vznikala, měla výrazně odlišné podmínky než na které jsme zvyklí dnes. V té době měla Země redukční atmosféru, která se skládala z oxidu uhličitého, metanu a vodní páry, na rozdíl od dnešní atmosféry, která se skládá především z dusíku a kyslíku. Přestože sluneční světlo štěpilo vodní páru v atmosféře na kyslík a vodík, kyslík rychle reagoval s metanem a uzavřel se v zemské kůře, takže v atmosféře nezanechal téměř žádné stopy. Tohle vše se změnilo s nástupem jednoho z nejdůležitějších organismů na naší planetě: '''Sinice'''.<br /> <br /> Vzhledem k tomu, že před 2,7 miliardami let, kdy se vyvinuly sinice, byl život zcela anaerobní, předpokládá se, že kyslík působil jako jed a vyhubil velkou část anaerobního života, čímž došlo k vymírání. Pro vědce se ukázalo jako obtížný úkol odhadnout konkrétní linie, které zanikly, vzhledem k nedostatku konkrétních fosilních důkazů mikroorganismů. Přeci se ale vytvořily podmínky, které byly zralé pro další velký krok v evoluci: aerobní metabolismus.<br /> <br /> <br /> =Definice problému=<br /> Velká kyslíková katastrofa (Great Oxygenation event; GOE) je období, kdy v zemské atmosféře a mělkém oceánu poprvé došlo k nárůstu množství kyslíku. Tento proces začal přibližně před 2,460-2,426 miliardami let a skončil přibližně před 2,060 miliardami let. Před tímto obdobím se odhaduje, že množství kyslíku v atmosféře se pohyboval okolo 0,0001 %. Geologické a chemické důkazy naznačují, že se v zemské atmosféře začal hromadit biologicky produkovaný molekulární kyslík a změnil ji ze slabě redukční atmosféry prakticky bez kyslíku na atmosféru oxidační, která obsahovala hojné množství kyslíku, přičemž na konci GOE dosahoval obsah kyslíku až 10 % současného obsahu v atmosféře.<br /> <br /> [[File:GOE.png|center|]]<br /> <br /> Zatímco se obecně předpokládá, že GOE byla důsledkem oxygenní fotosyntézy předků sinic, přítomnost sinic v období Archea před GOE je velmi kontroverzní téma. Předpokládá se, že sinice se vyvinuli před cca. 2,8 miliardami let. <br /> <br /> Je dokonce možné, že navýšení kyslíku v atmosféře mohlo vést k době ledové, která byla smrtelnou i pro sinice. Tento fakt jsem se rozhodl zakomponovat do simulace.<br /> <br /> =Metoda=<br /> Pro modelování GOE, jsem vybral prostředí NetLogo, ve kterém se mohla sledovat závislost anaerobních organismů na množství kyslíku v atmosféře.<br /> <br /> =Model=<br /> == Agenti ==<br /> * '''Sinice'''<br /> Sinice jako agenti měli několik funkcí<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie jak z živin tak i z fotosyntézy<br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí. Energie z fotosyntézy na míře produkce kyslíku.<br /> # Smrt z nedostatku energie nebo změny klimatu<br /> Pokud je energie nulová, sinice umíra. Pokud začne doba ledová, sinice začnou umírat.<br /> # Produkce kyslíku<br /> Produkce kyslíku závisí na nastavitelné míře produkce kyslíku.<br /> <br /> * '''Anaerobní organismy'''<br /> Anaerobní organismy měli tyto funkce<br /> # Reprodukce<br /> Reprodukce je závislá na nastavitelné míře reprodukce a množství energie<br /> # Pohyb<br /> # Zisk energie z živin <br /> Zisk energie z živin zavisí na množství živin v prostředí.<br /> # Smrt z nedostatku energie, intolerance na kyslík nebo změny klimatu<br /> Tolerance na kyslík je nastavitelná veličina. Pohybuje se v intervalu od 0-10 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> # Změna tvaru v případě dostatečného množství kyslíku v atmosféře<br /> Změna tvaru organismu na &quot;smutný obličej&quot; nastane, když míra kyslíku v atmosféře překročí 1 %. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/anaerobic-bacteria/overview-of-anaerobic-bacteria<br /> <br /> == Prostředí ==<br /> * '''Základní nastavení''' <br /> Pro simulaci prostoru na Zemi před velkou kyslíkovou katastrofou, bylo důležité začít s větším množstvím anaerobních organismů a menšího množství sinic. To se dalo modulovat pomocí slideru, které je vidět v nadcházejícím obrázku.<br /> [[File:sinicee.png|center|]]<br /> <br /> Živiny byly náhodně rozprostřeny po prostoru, kde zelený patch zobrazoval živiny a hnědý patch bez živin. Živiny se ale mohly doplňovat podle nastaveného času, kdy se živiny znovu objeví. <br /> [[File:baseenviro.png|center|]]<br /> <br /> * '''Doba Ledová''' <br /> Poté co se hladina kyslíku dostane na 10 %, prostředí se změní na bílé a všechny organismy co ještě přežili, začnou pomalu umírat.<br /> <br /> [[File:iceeage.png|center|]]<br /> <br /> =Výsledky=<br /> <br /> =Závěr=<br /> <br /> =Kód=<br /> [[Media:cyano.nlogo]]</div>

Trcs00