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

Русская Пруссия Русская Пруссия

75 лет назад в нашей стране появился новый регион — Кёнигсбергская область

Дилетант
Как распознать в соседе маньяка. Советы психологов Как распознать в соседе маньяка. Советы психологов

Специалисты сервиса психологической помощи — как узнать маньяка?

СНОБ
Уроки на экваторе Уроки на экваторе

Месяц в деревне в Кении глазами волонтера-учительницы из России

Вокруг света
12 главных фильмов лета 12 главных фильмов лета

Лучшие фильмы для лета: о британской музыке девяностых и взрослении

РБК
Собрание отчуждений Собрание отчуждений

О выставке «Охотники за искусством» и коллекционировании как эскапизме

Weekend
Жития смешных: 93 факта о «Симпсонах», которые мало кто знает Жития смешных: 93 факта о «Симпсонах», которые мало кто знает

«Симпсоны»!!! Они с каждым сезоном становятся все лучше и лучше

Maxim
«До» и «после» акне: 5 историй невероятного преображения «До» и «после» акне: 5 историй невероятного преображения

Эти девушки показали, что нет ничего невозможного: с акне можно справиться

Cosmopolitan
Удивительные секреты Кейт Миддлтон и Меган Маркл: что раскрыл почерк герцогинь Удивительные секреты Кейт Миддлтон и Меган Маркл: что раскрыл почерк герцогинь

Эксперт проанализировала почерк британской королевской семьи: что она узнала?

Cosmopolitan
Глубокое погружение Глубокое погружение

Что нужно накачивать дальновидным девушкам

Vogue
Вор в каноне: гид по фильмам про ограбления. Часть вторая Вор в каноне: гид по фильмам про ограбления. Часть вторая

Фильмы про ограбление — от всплеска темы в 1990-х до развития в 2010-х

Esquire
5 способов закатать рукава рубашки на все случаи жизни 5 способов закатать рукава рубашки на все случаи жизни

Рассказываем, как закатывать рукава рубашки

Maxim
Токсины и старение: как просроченная косметика влияет на кожу Токсины и старение: как просроченная косметика влияет на кожу

Разбираемся, почему нужно уделять внимание срокам годности косметики

Cosmopolitan
Евгений Водолазкин о пластиковых бутылках в Средневековье, хронофагах и ДиКаприо Евгений Водолазкин о пластиковых бутылках в Средневековье, хронофагах и ДиКаприо

Евгений Водолазкин – об экранизации своего романа, времени и хронофагах

Cosmopolitan
Как выглядят жены звезд фильма «Союз спасения»: Петренко, Матвеева и других Как выглядят жены звезд фильма «Союз спасения»: Петренко, Матвеева и других

Актеры фильма о декабристах «Союз спасения» в жизни обрели семейное счастье

Cosmopolitan
Почему ребенок ворует и как это прекратить Почему ребенок ворует и как это прекратить

Почему дети воруют и как быть в такой ситуации?

Psychologies
Археологи осветили пещеру палеолитическими методами Археологи осветили пещеру палеолитическими методами

Ученые установили основные источники света, которые использовали люди палеолита

N+1
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
10 книг о любви, в которых хочется затеряться 10 книг о любви, в которых хочется затеряться

В каждой из этих книг - удивительная история любви

Cosmopolitan
5 лайфхаков для секса в жару 5 лайфхаков для секса в жару

Пять рабочих лайфхаков, которые помогут тебе не отказываться от секса в жару

Maxim
Бедность по наследству: как сломать семейный сценарий Бедность по наследству: как сломать семейный сценарий

Почему кто-то становится миллионером, а другие вынуждены жить на копейки?

Psychologies
Пушка-призрак, в которую не верила ни одна разведка Пушка-призрак, в которую не верила ни одна разведка

«Дора» — самая большая и самая мощная пушка за всю историю человечества

Популярная механика
Черно-красные малюры потускнели из-за лесных пожаров Черно-красные малюры потускнели из-за лесных пожаров

Пожары заставили многих птиц сохранить сероватое оперение

N+1
Упущенные возможности: почему отсутствие инвестиционного риска стало новым главным риском Упущенные возможности: почему отсутствие инвестиционного риска стало новым главным риском

В финансовом мире происходит тотальная смена парадигмы рисков

Forbes
Каким получился новый альбом Shortparis Каким получился новый альбом Shortparis

Группа Shortparis выпустила четвертый альбом, получивший название «Яблонный сад»

РБК
Как общаться с тем, кто не смотрит в глаза Как общаться с тем, кто не смотрит в глаза

Как быть, если наш визави упорно отводит взгляд?

Psychologies
Как попасть на собеседование без приглашения и еще 6 жульнических лайфхаков Как попасть на собеседование без приглашения и еще 6 жульнических лайфхаков

Список лайфхаков для взлома повседневной реальности

Maxim
Победительница шоу «Ты топ-модель»:«У нас была честная конкуренция, без козней» Победительница шоу «Ты топ-модель»:«У нас была честная конкуренция, без козней»

Победительница шоу «Ты топ-модель на ТНТ» Тина Тоева — о проекте и планах

Cosmopolitan
Лазер в современных войнах: будущее светового оружия Лазер в современных войнах: будущее светового оружия

Как проходят «лазерные бои» в реальной жизни?

Популярная механика
Пятиминутный путеводитель по... странному спорту Пятиминутный путеводитель по... странному спорту

Странные виды спорта, странные чемпионы и странные спортивные снаряды

Esquire
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
Открыть в приложении