Google PageRank als Werkzeug für den Umweltschutz
US-Wissenschaftler haben den Algorithmus modifiziert, um die für ein Überleben von Ökosystemen wichtigen Arten zu identifizieren.
Googles Algorithmus für das Ranking von Webseiten ( PageRank) dient nicht nur dazu, die populären und viel vernetzten Seiten herauszufischen, sondern kann auch nach Ansicht von US-Wissenschaftlern wichtige Einblicke in ökologische Netzwerke liefern, nämlich in komplexe Nahrungsketten, die Arten miteinander verbinden und so ein Ökosystem ausmachen.
Das ist interessant, um angesichts des beschleunigten Artensterbens erkennen zu können, welche Rolle eine Art in einem solchen ökologischen Netzwerk mit vielfältigen Beziehungen spielt. So kann der Verlust einer einzigen Art eine Kaskade von Folgen auslösen und das Aussterben zahlreicher anderer Arten nach sich ziehen. Vorneweg aber lässt sich das kaum beurteilen, weil es einfach zu viele Arten gibt.
Die US-Wissenschaftler wollen herausgefunden haben, wie sie im Open Source Journal PLoS Computational Biology schreiben, wie sich mit der PageRank-Methode die Arten identifizieren lassen, die zentral für den Erhalt von Ökosystemen sind und deren Aussterben am schnellsten zum Zusammenbruch eines Ökosystems führt. Nach Tests mit Simulationen erwies sich der modifizierte Google-PageRank als genauer als andere Methoden, mit denen man bislang versuchte, die Bedeutung von Arten für ein Ökosystem zu bestimmen.
Die zirkuläre oder rekursive Methode des Google-Rankings, dass eine Webseite desto wichtiger ist, desto mehr sie von wichtigen Webseiten verlinkt wird, musste allerdings erst auf durch "reverse engineering" passend gemacht werden. Grundannahme für Ökosysteme ist, dass eine Art wichtig ist, wenn sie für andere Arten wichtig ist, also gewissermaßen Links zu anderen wichtigen Arten hat, um den Fluss der Biomasse darstellen zu können. Hinzugefügt wurde ein Knoten (root), der die Nährstoffe von toten Organismen auf die primären Produzenten der Nährstoffe, die Pflanzen, bezieht, zudem wird jeder Art ein Materieverlust zugeordnet, der durch einen Link mit dem eingeführten Knoten verbunden ist. Die Zirkularität, dass jede Art mit dem Gesamt an Nährstoffen und dieser Pool nur mit den Pflanzen verbunden ist, lässt sich dann mit dem Algorithmus berechnen.
Als Ergebnis ihrer Studie sehen die Wissenschaftler, dass nicht die Vernetztheit als solche, sondern die Position in einem Netzwerk die Bedeutung markiert. Die von ihnen entwickelte Methode könne auch, so hoffen sie, für andere biologische Netzwerke wie die Interaktionen von Proteinen oder die Regulierung der Gene angewendet werden. Und natürlich könnte der Umweltschutz sich auf den Erhalt der für Ökosysteme entscheidenden Arten konzentrieren, um diese zu bewahren.