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

Огнем и волной Огнем и волной

3D-печать на сегодня – один из столпов мирового технического прогресса

Популярная механика
Кумир Космодемьянской: кем была комиссар продразверстки Татьяна Соломаха Кумир Космодемьянской: кем была комиссар продразверстки Татьяна Соломаха

История революционерки Татьяны Соломахи

Cosmopolitan
Развод, нервный срыв и война с отцом: самые громкие скандалы с Бритни Спирс Развод, нервный срыв и война с отцом: самые громкие скандалы с Бритни Спирс

Жизнь Бритни Спирс похожа на американские горки, которые она так любит

Cosmopolitan
Бла-бла-ленд Бла-бла-ленд

«Джетлаг» Михаила Идова, история смешных страданий креативного класса

Weekend
Любимый предатель! Лорак, Савельева и другие звезды, которые простили изменников Любимый предатель! Лорак, Савельева и другие звезды, которые простили изменников

Измена – самое болезненное испытание в отношениях даже у звезд

Cosmopolitan
20 сериалов, которые цепляют с первой серии 20 сериалов, которые цепляют с первой серии

Стоит ли смотреть эти сериалы дальше первой серии?

Maxim
Разведка Эрдогана: зачем Турции военные базы в Азербайджане Разведка Эрдогана: зачем Турции военные базы в Азербайджане

Почему Эрдоган заговорил о военных базах в Азербайджане?

Forbes
«Я упала в воду, ребенок не родился»: Татьяна Веденеева перенесла выкидыш «Я упала в воду, ребенок не родился»: Татьяна Веденеева перенесла выкидыш

Татьяна Веденеева сделала откровенные признания

Cosmopolitan
Лекарство от всех болезней: что такое джаму-сок и чем он полезен Лекарство от всех болезней: что такое джаму-сок и чем он полезен

Модный тренд – индонезийский напиток джаму

Cosmopolitan
Федор Бухаров: «Мы проповедуем простой принцип win-win» Федор Бухаров: «Мы проповедуем простой принцип win-win»

Вице-президент «Тинькофф» объясняет, что такое «Играем за бизнес»

Forbes
Неспящие в детской Неспящие в детской

Почему младенцы так плохо спят, и как их научить делать это по-человечески?

Здоровье
Как добывают золото: современные технологии, бактерии, дроны, диджитал инициативы и забота об окружающей среде Как добывают золото: современные технологии, бактерии, дроны, диджитал инициативы и забота об окружающей среде

Современная золотодобыча — это уже даже не самосвалы, а новые технологии

Популярная механика
Прокаженных в средневековой Англии накормили некачественным мясом Прокаженных в средневековой Англии накормили некачественным мясом

Археолог выяснил рацион питания больных из лепрозория в городе Чичестер

N+1
Евангелие от Морфея: лучшая статья про идеальный сон на русском языке Евангелие от Морфея: лучшая статья про идеальный сон на русском языке

Чем чревато спать как попало и как добиться безмятежного сна

Maxim
7 способов помочь тому, кто пострадал от насилия 7 способов помочь тому, кто пострадал от насилия

Инструкция как оказать действенную поддержку пострадавшему от насилия

Psychologies
Как почистить подошву утюга в домашних условиях Как почистить подошву утюга в домашних условиях

Рассказываем, как самостоятельно избавиться от загрязнений на подошве утюга

CHIP
Пожилой пингвин с артритом из зоопарка Сент-Луиса получил терапевтические ботинки Пожилой пингвин с артритом из зоопарка Сент-Луиса получил терапевтические ботинки

Обувь помогла пожилому пингвину вернуть былую резвость

N+1
5 правил регулярного ухода за ногтями 5 правил регулярного ухода за ногтями

Какой именно систематический уход нужен для «красы ногтей»

Cosmopolitan
Фрагмент книги Пилар Кинтаны «Сука» о сути материнства и безграничной любви Фрагмент книги Пилар Кинтаны «Сука» о сути материнства и безграничной любви

Глава из книги Пилар Кинтаны «Сука»

Esquire
Наука или индустрия: как сделать правильный выбор Наука или индустрия: как сделать правильный выбор

Что мотивирует людей совмещать работу в ИТ и преподавание?

Популярная механика
5 фильмов, где известных актеров никто не узнал 5 фильмов, где известных актеров никто не узнал

Вот что грим животворящий делает!

Maxim
Метеозависимость: симптомы, причины, комментарии эксперта Метеозависимость: симптомы, причины, комментарии эксперта

Что такое метеозависимость и как с ней жить?

РБК
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
Тени и тушь оставь дома! Собираем правильную косметичку для отпуска Тени и тушь оставь дома! Собираем правильную косметичку для отпуска

Как правильно собрать косметику для поездки

VOICE
Канье Уэст и Мандельштам. Премьера клипа и интервью с Сашей Гагариным из «Сансары» Канье Уэст и Мандельштам. Премьера клипа и интервью с Сашей Гагариным из «Сансары»

Солист «Сансары» — о поэзии, русской музыке и Мандельштаме

СНОБ
Вместе до последнего вздоха: история любви Дмитрия Хворостовского и Флоранс Илли Вместе до последнего вздоха: история любви Дмитрия Хворостовского и Флоранс Илли

Вдова оперного певца Дмитрия Хворостовского вспоминает своего супруга

Cosmopolitan
Вывести на главную: самые громкие инсталляции, возникшие на площадях мировых столиц Вывести на главную: самые громкие инсталляции, возникшие на площадях мировых столиц

Известные художники, подаривших свои скульптуры центральным площадям городов

Esquire
«Третий путь». Как подростку с особенностями развития стать частью общества «Третий путь». Как подростку с особенностями развития стать частью общества

Как подросткам с особенностями найти свой путь в общество

СНОБ
Высокая температура с похмелья: возможные причины и способы облегчить состояние Высокая температура с похмелья: возможные причины и способы облегчить состояние

Что делать, если похмелье сопровождается температурой, и как прийти в себя

Playboy
Домашнее насилие — от сериала до закона. Дискуссия Домашнее насилие — от сериала до закона. Дискуссия

Дискуссия о том, почему подобные истории до сих пор принято замалчивать

СНОБ
Открыть в приложении