Как математические модели помогают экологам прогнозировать будущее видов

N+1Наука

Считай по головам

Как математические модели помогают экологам прогнозировать будущее видов

Марина Попова

Одна из ключевых проблем современной экологии — сохранение разнообразия видов. Чтобы ее решить, экологи учатся прогнозировать численность животных, находящихся в зоне риска. В этом им помогает математическое моделирование, которое позволяет учитывать десятки экологических факторов и подбирать оптимальные условия для восстановления популяции. Мы расскажем о том, как строятся математические модели в экологии и как полученные расчеты помогают сохранить численность редких животных.

Со времен древнейших цивилизаций люди собирали знания об окружающей среде, в том числе о повадках диких животных и местах их обитания. Подход к изучению природы становился все более детальным и систематизированным, и к моменту возникновения экологии во второй половине XIX века, люди уже описали десятки тысяч биологических видов и даже имели некоторое представление об их численности.

В начале XX века стало очевидно, одни лишь полевые наблюдения не могут дать полной картины жизнедеятельности вида. Чтобы более точно прогнозировать будущее различных популяций, экологи начали разрабатывать собственный математический аппарат. Они научились строить модели, которые позволяли строить прогнозы и исследовать взаимосвязи между развитием видов и состоянием окружающей среды.

Первые математические уравнения, которые использовались экологами, не были специализированными и заимствовались из других наук. К примеру, основой для прогнозирования численности вида в свое время стало уравнение Томаса Мальтуса, ученого-демографа. Первоначально оно служило математическим выражением закона, согласно которому народонаселение растет в геометрической прогрессии, а средства существования — в арифметической, что неизбежно приводит к кризисам перенаселения.

N — численность популяции. b — рождаемость, то есть количество потомков, которых может воспроизвести особь в единицу времени. d — смертность, то есть количество особей, которые умирают в единицу времени. dN — приращение численности популяции за интервал времени dt. Разница между рождаемостью и смертностью обозначается (b—d) = r и называется коэффициентом размножения.

Уравнение Мальтуса показывало рост численности популяции, которую ничто не ограничивает. В реальности это невозможно, ведь емкость среды обитания всегда ограничена — ресурсы, необходимые для жизни, не могут быть бесконечными. Поэтому следующим логичным шагом для понимания популяционной динамики стало уравнение Ферхюльста, которое показывало рост численности уже с учетом ограничений среды:

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Долгие проводы: как личные фонды помогут регулировать вопросы с наследниками при жизни основателя бизнеса Долгие проводы: как личные фонды помогут регулировать вопросы с наследниками при жизни основателя бизнеса

В России разрешили создавать личные фонды

Forbes
Такими должны быть байки: история чоппера в красках Такими должны быть байки: история чоппера в красках

От смертельно опасных гонок на деревянных трассах до голливудских экранизаций

GQ
Сколько можно заработать на глэмпинге: ультимативный гид Сколько можно заработать на глэмпинге: ультимативный гид

Прибыль глэмпинга можно оценивать так же, как и обычных отелей или хостелов

Inc.
Как правильно целоваться? Как правильно целоваться?

Чтобы довольными остались все участники процесса

GQ
Как худели после родов Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие любимицы британцев Как худели после родов Кейт Миддлтон, Меган Маркл и другие любимицы британцев

Монаршие особы педантично относятся к своему рациону, особенно после родов

Cosmopolitan
Смотри не перепутай! В каком порядке эффективнее всего пользоваться косметикой Смотри не перепутай! В каком порядке эффективнее всего пользоваться косметикой

Эти простые правила домашнего ухода помогут твоей коже засиять здоровьем

Cosmopolitan
Как я познакомилась с 26-летним Миком Джаггером (и невольно его полюбила). Воспоминания Хелен Лоуренсон Как я познакомилась с 26-летним Миком Джаггером (и невольно его полюбила). Воспоминания Хелен Лоуренсон

Колонка Хелен Лоуренсон о том, как она встретилась с Миком Джаггером

Esquire
Прекрасная роза! Самые яркие выходы звезд в свет в платьях с цветочным принтом Прекрасная роза! Самые яркие выходы звезд в свет в платьях с цветочным принтом

Звезды, которые вышли на красную дорожку в платьях с цветочным принтом

Cosmopolitan
Почему не все готовы расстаться… с маской? Почему не все готовы расстаться… с маской?

Почему некоторые люди не мыслят себя без масок?

Psychologies
«Счастья нет», заявляет группа «Колибри» и прощается с поклонниками «Счастья нет», заявляет группа «Колибри» и прощается с поклонниками

Как прошла презентация нового и последнего альбома «Колибри»

СНОБ
Все в твоих руках: 12 правил укладки тонких и длинных волос Все в твоих руках: 12 правил укладки тонких и длинных волос

Тонкие волосы отлично поддаются укладке, если ты держишь в уме эти советы

Cosmopolitan
«Фундаментальный принцип нашей стратегии — ставить во главу угла свободу выбора»: Томас Осборн о глобальных вызовах и инвестициях в Россию «Фундаментальный принцип нашей стратегии — ставить во главу угла свободу выбора»: Томас Осборн о глобальных вызовах и инвестициях в Россию

Томас Осборн — о стратегическом видении развития компании на российском рынке

Forbes
Она лучше? Какие женщины заставляли музыкантов забывать о законных женах Она лучше? Какие женщины заставляли музыкантов забывать о законных женах

На кого променяли официальных жен известные мужчины

Cosmopolitan
Есть ретушь или нет? Фигуры российских звезд в отпуске vs в городе — сравниваем Есть ретушь или нет? Фигуры российских звезд в отпуске vs в городе — сравниваем

Российские звезды частенько попадаются на ретуши и фотошопе, особенно на отдыхе

Cosmopolitan
Одна вокруг света: забастовка на дороге и самое толстое дерево в мире Одна вокруг света: забастовка на дороге и самое толстое дерево в мире

123-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко, Мексика

Forbes
Забудь о сухих пятках! Что такое фруктовый педикюр и чем он лучше остальных Забудь о сухих пятках! Что такое фруктовый педикюр и чем он лучше остальных

Новый вид педикюра, который обещает внушительный результат

Cosmopolitan
8 неожиданных плюсов для здоровья от употребления пива 8 неожиданных плюсов для здоровья от употребления пива

Ученые нашли 8 аргументов в пользу употребления пива

Maxim
Предшественники фейерверков: какими были огненно-световые обряды славян Предшественники фейерверков: какими были огненно-световые обряды славян

История российского фейерверка началась до того, как появились сами фейерверки

Популярная механика
Тебя выдает лак для ногтей: выбор оттенка многое говорит о характере! Тебя выдает лак для ногтей: выбор оттенка многое говорит о характере!

Что расскажут о твоем характере любимые цвета лака для ногтей?

Cosmopolitan
11 признаков того, что вы не восстановились после родов 11 признаков того, что вы не восстановились после родов

Как понять, что вы не восстановились после родов?

Psychologies
Личная жизнь Михалковой, Исаковой и других звезд фильма «Очень женские истории» Личная жизнь Михалковой, Исаковой и других звезд фильма «Очень женские истории»

В жизни артисток «Очень женские истории» произошли любовные перипетии

Cosmopolitan
Почему я купил Harvard Business Review Russia Почему я купил Harvard Business Review Russia

Чем Harvard Business Review будет заниматься в России

Forbes
Мобильный офис Мобильный офис

Как выпускница физфака построила мебельную компанию в России

Forbes
В руинах поселения V тысячелетия до нашей эры нашли один из древнейших храмов Ирана В руинах поселения V тысячелетия до нашей эры нашли один из древнейших храмов Ирана

Археологи нашли в Иране культовый центр эпохи энеолита

N+1
Артисты фестиваля Esquire Weekend: «Cream Soda» — о собственном лейбле, предстоящем туре с двумя альбомами и желании поработать с Шуфутинским Артисты фестиваля Esquire Weekend: «Cream Soda» — о собственном лейбле, предстоящем туре с двумя альбомами и желании поработать с Шуфутинским

Группа-праздник Cream Soda — предводители российской танцевальной сцены

Esquire
Цветы жизни Цветы жизни

Лев Рубинштейн — о разных ипостасях роз и обманутых ожиданиях

GQ
Фильмы с самым большим количеством смертей Фильмы с самым большим количеством смертей

Отличная подборка фильмов для тех, кто устал от людей

Maxim
Паукообразные дракулы: как живут одни из самых опасных животных России и можно ли от них спастись Паукообразные дракулы: как живут одни из самых опасных животных России и можно ли от них спастись

Вероятность нападения клеща в теплый сезон выше, чем шанс встретиться с медведем

Вокруг света
Клиповое мышление: глобальная трансформация человека Клиповое мышление: глобальная трансформация человека

Чем же отличаются «люди экрана» от «людей книги»?

Популярная механика
Оля Гинзбург Оля Гинзбург

Оля Гинзбург, дизайнер Ola Ola, делает коллаборации с художницей Данини

Собака.ru
Открыть в приложении