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

Sapiens Sapiens

Краткая история человечества

kiozk originals
«Мейр из Исттауна» — детектив с Кейт Уинслет в роли копа-правдоискателя. А на деле — одна из лучших драм современного телевидения «Мейр из Исттауна» — детектив с Кейт Уинслет в роли копа-правдоискателя. А на деле — одна из лучших драм современного телевидения

Лучшая роль Кейт Уинслет за всю ее карьеру

Esquire
Как создать идеальное тело: 10 ценных советов от фитнес-блогеров Как создать идеальное тело: 10 ценных советов от фитнес-блогеров

Популярные фитнес-блогеры - о том, как всегда оставаться в хорошей форме

Cosmopolitan
Власть огня: 6 самых разрушительных пожаров в истории Власть огня: 6 самых разрушительных пожаров в истории

В прошлом пламя легко стирало с лица земли целые города

Вокруг света
Последний сезон Последний сезон

Андрей Подшибякин — о том, почему кино превратилось в бесконечный сиквел

GQ
Что такое «новый мужской костюм» и при чем тут рубашки с алоэ вера Что такое «новый мужской костюм» и при чем тут рубашки с алоэ вера

Нужна ли современному пиджаку подкладка, а брюкам — стрелки?

РБК
Как правильно загорать в солярии: 7 советов от врача Как правильно загорать в солярии: 7 советов от врача

Как загореть в солярии и не навредить себе

Cosmopolitan
Топ-5 самых полезных закусок к пиву Топ-5 самых полезных закусок к пиву

Закуски без трансжиров, канцерогенов, усилителей вкуса и прочих микродиверсантов

Maxim
Беременность под запретом и секреты бутерброда: необычные правила Елизаветы II Беременность под запретом и секреты бутерброда: необычные правила Елизаветы II

Елизавета II требует от всех членов своей семьи соблюдения особого протокола

Cosmopolitan
Как Голливуд разочаровался в Мэрилин Монро, но пытался найти ее почти в каждой актрисе Как Голливуд разочаровался в Мэрилин Монро, но пытался найти ее почти в каждой актрисе

Почему привычка социума и массмедиа навешивать ярлыки не ушла вместе с Монро

Esquire
Яд, пыльца и Шерлок Холмс: 5 поучительных книг о криминалистике Яд, пыльца и Шерлок Холмс: 5 поучительных книг о криминалистике

Лучший научпоп о криминальных расследованиях и тех, кто их проводит

Популярная механика
За длинным рублем: куда поехать на заработки прямо сейчас. Истории реальных людей За длинным рублем: куда поехать на заработки прямо сейчас. Истории реальных людей

Какие на самом деле условия работы там, где не ступала нога офисного клерка

Maxim
«Я оплошал перед женой!»: самые забавные конфузы мужа Кейт Миддлтон «Я оплошал перед женой!»: самые забавные конфузы мужа Кейт Миддлтон

Принц Уильям оконфузился уже во время знакомства с будущей женой

Cosmopolitan
Я (не) один: как превратить отпуск в поиск единомышленников и новых знакомств Я (не) один: как превратить отпуск в поиск единомышленников и новых знакомств

Тревел-компании, которые предлагают новые знакомства, необычные обстоятельства

РБК
Летний кинотеатр: фильмы про молодость, драйв и свободу Летний кинотеатр: фильмы про молодость, драйв и свободу

Фильмы с настроением беспечности и предвкушения безграничных возможностей

Seasons of life
«Не зарабатывал, а творил историю»: как Тони Уилсон изменил подход к покупке и прослушиванию музыки до Apple «Не зарабатывал, а творил историю»: как Тони Уилсон изменил подход к покупке и прослушиванию музыки до Apple

Музыкальная революция Тони Уилсона

VC.RU
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
Метиленовый синий предложили использовать в качестве солнцезащитного средства Метиленовый синий предложили использовать в качестве солнцезащитного средства

Метиленовый синий может стать безопасной альтернативой оксибензону

N+1
Как не нужно продавать продукт на американском рынке Как не нужно продавать продукт на американском рынке

Главные ошибки компаний при попытках выйти на рынок США

Inc.
Ни вместе, ни врозь Ни вместе, ни врозь

Почему не каждый хороший любовник станет хорошим мужем?

Psychologies
Материнская травма: зачем женщины рушат жизни дочерей? Материнская травма: зачем женщины рушат жизни дочерей?

Почему некоторые матери хотят видеть своих дочерей слабыми и удобными?

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

Почему некоторые люди не мыслят себя без масок?

Psychologies
Диетолог Виктории Бэкхем: Диетолог Виктории Бэкхем:

Основные принципы составления меню: как похудеть и помолодеть

Cosmopolitan
Как избавиться от целлюлита за месяц? Как избавиться от целлюлита за месяц?

Диеты и упражнения не всегда могут полностью избавить тебя от целлюлита

Cosmopolitan
Основатель PayPal скопил $5 млрд на необлагаемом налогами пенсионном счете Основатель PayPal скопил $5 млрд на необлагаемом налогами пенсионном счете

Питер Тиль держит на своем индивидуальном пенсионном счете $5 млрд

Forbes
Налей мне: как организовать водоснабжение частного дома Налей мне: как организовать водоснабжение частного дома

Даже за городом нужны комфорт и безопасность, и прежде всего чистая вода

Популярная механика
Недостаточно голубая лагуна: что делать, чтобы остановить загрязнение Мирового океана Недостаточно голубая лагуна: что делать, чтобы остановить загрязнение Мирового океана

Что могут сделать компании и государства, чтобы остановить загрязнение океанов

Forbes
«Поп-ит» и «симпл-димпл»: что это и откуда взялось? «Поп-ит» и «симпл-димпл»: что это и откуда взялось?

Откуда пошла мода на антистрессовые игрушки и почему именно они стали вирусными?

Вокруг света
Палеонтологи объяснили функции необычных ног энанциорнисовых птиц из бирманского янтаря Палеонтологи объяснили функции необычных ног энанциорнисовых птиц из бирманского янтаря

Американские палеонтологи изучили остатки энанциорнисовых птиц

N+1
Скелеты в шкафу: 12 фильмов о тайнах великих людей Скелеты в шкафу: 12 фильмов о тайнах великих людей

Эти фильмы помогут узнать больше о жизни известных людей

Cosmopolitan
Открыть в приложении