问题A:真菌

碳循环描述了地球地球化学循环中碳的交换过程，是地球上生命的重要组成部分。碳循环的一部分包括化合物的分解，使碳得以更新并以其他形式使用。这一过程的一个关键组成部分是植物材料和木质纤维的分解。

真菌是分解木质纤维的主要因素。最近一篇关于真菌分解木材的研究文章的作者鉴定了真菌分解速率的特性，并注意到某些特性[1]之间的联系。特别是，生长缓慢的菌种往往能够更好地在湿度和温度等环境变化中生存和生长，而生长较快的菌种往往对相同的变化不那么强健。这篇文章的概要见下面第3页。

• 生长缓慢的菌种往往能够更好地在湿度和温度等环境变化中生存和生长
• 生长较快的菌种往往对相同的变化不那么强健

这些研究人员检查了大量与不同真菌相关的性状，以及它们在地面凋落物(死植物物质)和木质纤维分解中的作用。对于MCM问题，你应该关注真菌的两个特性:真菌的生长速度和真菌的耐湿性。您的主要目标是为给定土地上的木质纤维分解建模， 并在存在多种类型的真菌分解同一区域中的木质纤维的情况下进行建模。

• 两个特性

真菌的生长速度和真菌的耐湿性

• 主要目标

为给定土地上的木质纤维分解建模， 并在存在多种类型的真菌分解同一区域中的木质纤维的情况下进行建模。

当您探索感兴趣的两个性状， 生长速率和耐湿性以及分解速率之间的关系时， 可能会出现
一些问题， 包括： 利用这两个特征，不同的真菌如何相互作用和分解不同环境下固定土地上的地面垃圾? 在这些不同的环境中， 随着条件的变化， 分解将如何随着时间的推移而受到影响？ 环境如何变化以及环境变化如何，在这些不同的环境中，随着时间的推移条件的变化，分解将如何受到影响?给定生长速率， 对分解速率的估算如图1所示。 给定相对湿度， 给出分解速率的估算， 如图2所示。

• 利用这两个特征，不同的真菌如何相互作用和分解不同环境下固定土地上的地面垃圾?
• 在这些不同的环境中， 随着条件的变化， 分解将如何随着时间的推移而受到影响？
• 环境如何变化以及环境变化如何，在这些不同的环境中，随着时间的推移条件的变化，分解将如何受到影响?

图1:在不同温度下，各种真菌的菌丝延伸率(mm/天)与木材分解率(122天质量损失%)之间的关系。

图2:不同真菌的湿度耐受性(每个孤立物的竞争排名和它们的湿度生态位宽度的差异，均缩放到[0.1])和由此产生的木材分解率(122天的质量损失%，对数转换)之间的关系。

要求:你们的论文应该探讨和解决以下几个方面。

• 建立一个数学模型来描述在多种真菌存在的情况下，通过真菌活性来描述地面凋落物和木质纤维的分解。
• 在您的模型中，包含不同种类真菌之间的相互作用，它们具有不同的生长速度和不同的耐湿性，如图1和图2所示。
• 提供模型分析并描述不同类型真菌之间的相互作用。应该对相互作用的动态进行描述，包括短期和长期趋势。我们的分析应该检查对环境快速波动的敏感性，你应该确定不断变化的大气趋势的总体影响，以评估当地天气模式变化的影响。
• 包括对每个物种和可能持续存在的物种组合的相对优势和劣势的预测，以及对不同环境(包括干旱、半干旱、温带、树栖和热带雨林)的预测。
• 描述一个系统中真菌群落的多样性如何影响系统分解地面垃圾的整体效率。在当地环境存在不同程度的可变性的情况下，预测生物多样性的重要性和作用。

您的PDF解决方案（总共不超过25页） 应包括：

一页的摘要表。
目录。
您的完整解决方案。
两页文章。
参考文献清单。

注意： MCM竞赛现在限制为25页。 您提交的所有内容均计入25页的限制（摘要表， 目录， 参考列表和任何附录）

Reference:
[1] Nicky Lustenhouwer, Daniel S. Maynard, Mark A. Bradford, Daniel L. Lindner, Brad Oberle,
Amy E. Zanne, and Thomas W. Crowther, "A trait-based understanding of wood decomposition by
fungi," Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, May 13, 2020.
https://www.pnas.org/content/pnas/117/21/11551.full.pdf

Research Article Synopsis

以下是Lustenhouwer等人 [1]的研究文章的简要提要。 原文全文可在以下网站获得：https://www.pnas.org/content/pnas/117/21/11551.full.pdf. 请注意， 您无需阅读原始文章即可完成此MCM问题

​ 有机材料的分解是碳循环的关键组成部分。 碳循环的大规模建模以及全球气候模型正在变得更加完善和完善
​ 包含更多小规模的细节。 一个重要的细节是微生物和真菌群落与有机物质腐烂有关的速率。 本文的重点是与不同类型真菌相关的不同衰减率。

​ 该论文的作者探索了真菌的几种不同特性， 以确定木材分解的影响。 他们通过测量将不同类型的真菌引入木块后损失的质量来做到这一点。 研究人员检查了与每种真菌相关的大量不同性状， 并试图确定这些性状在木块分解中的作用。

​ 这两个特征与真菌的许多特性有关。 例如， 发现菌丝延伸率越大（生长越快） ， 则真菌更有可能更快地分解木材。 同样， 如果细丝较密， 则木材分解的可能性较大。 另外， 这两个特征还与真菌对不同环境条件的反应有关。

​ 特别是研究人员发现， 能够更好地适应各种湿度条件的真菌也倾向于分解木材的速度较慢。 生长快且胜过其他真菌的真菌倾向于更快地分解木材。 MCM问题A语句中的图1和图2显示了这些关系 。

木本材料分解为多个阶段， 研究文章中检验的真菌与木本材料在其腐烂周期的中期最相关。 对于其他衰减阶段， 结果可能有所不同。 出于此建模练习的目的， 您可以专注于中间阶段的结果， 并假定它与分解的其他阶段一致。 另一个考虑因素是， 局部环境条件可能在一个区域内变化很大， 并且也会影响整体动态。

Glossary:

Biodiversity: Broadly, the variety of life in the world. On a smaller scale, the variety of life in a particular habitat or ecosystem.

生物多样性： 广泛地讲， 世界上的生活多种多样。 在较小的规模上， 特定栖息地或生态系统中生活的多样性。

Carbon Cycle: The continuous process (or series of processes) by which carbon is exchanged between organisms and the environment, and then reused throughout the planet.

碳循环： 碳在有机体和环境之间交换的连续过程（或一系列过程） ， 然后在整个地球上重
复使用。

Competitive Ranking: A measure of the ability for a fungus to out-compete other fungi in a series of pair wise tests in similar conditions.

竞争排名： 在类似条件下的一系列成对测试中， 一种真菌胜过其他真菌的能力的一种度
量

Earth’s Biosphere: The lithosphere (crust and upper mantle of the earth), the hydrosphere (all of the water on the earth’s surface), and the atmosphere (the envelope of gases surrounding the earth)
of the earth.

地球的生物圈： 地球的岩石圈（地壳和上地幔） ， 水圈（地球表面上的所有水） 和大气层（地球周围的气体包膜） 。

Fungus (plural: fungi): Any member of the group of eukaryotic (cells that have a nucleus enclosed within a nuclear envelope) organisms. Examples are yeasts, molds, and mushrooms.

真菌（复数： 真菌） ： 真核生物（具有包裹在核被膜内的细胞的细胞） 中的任何成员。 例子是酵母， 霉菌和蘑菇

Geochemical Cycle: The various pathways and steps by which elements are exchanged through and between the Earth’s biosphere.

地球化学循环： 地球生物圈之间以及地球生物圈之间交换元素的各种途径和步骤。

Hyphae: The cells that form the filaments within a fungal community.

地球化学循环： 地球生物圈之间以及地球生物圈之间交换元素的各种途径和步骤。

Hyphal Extension Rate: The rate of growth of a fungus.

菌丝延伸率： 真菌的生长速度

Moisture Niche Width: The difference between the maximum and minimum moisture levels in which half of a fungal community can maintain its fastest growth rate.

水分生态位宽度： 最大水分含量和最小水分含量之间的差异， 一半的真菌群落可以维持其最快的生长速度。

Moisture Tolerance: The difference between a fungus’ competitive ranking and its moisture niche width.

耐湿性： 真菌的竞争排名与其水分生态位宽度之间的差异。

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来源： https://www.cnblogs.com/pailang-lee/p/14375825.html