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

Все 78 удовольствий! Все 78 удовольствий!

Интересные ощущения охватывают, когда поднимаешься на борт флагмана Settantotto

Y Magazine
Одежда из воздуха и цветов: 6 технологий, которые сделали это возможным Одежда из воздуха и цветов: 6 технологий, которые сделали это возможным

Технологии, которые делают моду более этичной и экологичной

РБК
От хулиганок до примерных жен: личные драмы принцесс Евгении и Беатрис От хулиганок до примерных жен: личные драмы принцесс Евгении и Беатрис

В юности королевским сестрам пришлось пройти через тяжелые расставания

Cosmopolitan
«Спрос на российский север намного выше, чем на юг»: в какую сторону движется мировой яхтенный рынок «Спрос на российский север намного выше, чем на юг»: в какую сторону движется мировой яхтенный рынок

Как суперъяхты становятся экологичнее с каждым годом

Forbes
Звезды и благотворительность: кто занимается реальной помощью Звезды и благотворительность: кто занимается реальной помощью

Знаменитости нередко вступают в ряды благотворителей

Cosmopolitan
Пять подмосковных музеев – путешествие на выходные Пять подмосковных музеев – путешествие на выходные

Приехать в эти усадьбы – будто оказаться внутри стихотворения или картины

Seasons of life
Триумф или ошибка: как поиски воды на Марсе привели к неожиданному открытию Триумф или ошибка: как поиски воды на Марсе привели к неожиданному открытию

Ученые сомневаются, что на Марсе действительно существуют озера

Forbes
Вышли из себя: Канье Уэст, Алексей Панин, Аманда Байнс — звезды, сошедшие с ума Вышли из себя: Канье Уэст, Алексей Панин, Аманда Байнс — звезды, сошедшие с ума

Этих ребят стоит обходить по кривой дуге

Cosmopolitan
Стоит ли устраивать разгрузочные дни. Мнение врача Стоит ли устраивать разгрузочные дни. Мнение врача

Изучаем нюансы проведения разгрузочных дней

РБК
Как не допустить солнечный удар. Советы врача Как не допустить солнечный удар. Советы врача

Важно понимать разницу между тепловым и солнечным ударом

РБК
Как не пропустить рак: подробная инструкция от онколога Как не пропустить рак: подробная инструкция от онколога

Онкологию можно предотвратить, если повлиять на эти факторы риска

Cosmopolitan
Мобильный офис Мобильный офис

Как выпускница физфака построила мебельную компанию в России

Forbes
Изучать непознанное: инопланетяне, йети, Атлантида, лох-несское чудовище Изучать непознанное: инопланетяне, йети, Атлантида, лох-несское чудовище

Йети, Атлантиду и инопланетян ищут не только чудаки в шапочках из фольги

Maxim
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
Святослав Медведев Святослав Медведев

Ученый Святослав Медведев получил от Далай-ламы доступ в буддийские монастыри

Собака.ru
Умные часы и оптогенетика нормализовали показатели глюкозы у мышей с диабетом Умные часы и оптогенетика нормализовали показатели глюкозы у мышей с диабетом

Ученые разработали клетки, способствующие выработке пептида-1

N+1
«Дарвин в городе: как эволюция продолжается в городских джунглях» «Дарвин в городе: как эволюция продолжается в городских джунглях»

Как эволюционные силы формируют новые городские экосистемы

N+1
Фотоуправляемое соединение изменило циркадный ритм клеточной культуры Фотоуправляемое соединение изменило циркадный ритм клеточной культуры

Новый шаг в основе разработок терапии синдрома смены часовых поясов

N+1
«Мама была права» и еще 8 фраз, которые не стоит говорить мужчине «Мама была права» и еще 8 фраз, которые не стоит говорить мужчине

Манипулятивные фразы, которые нельзя говорить людям, которыми ты дорожишь

Cosmopolitan
Мы уже в «Матрице»? 7 мифов о системах распознавания лиц и отпечатков пальцев Мы уже в «Матрице»? 7 мифов о системах распознавания лиц и отпечатков пальцев

Что представляет собой сбор биометрических данных и как они используются

СНОБ
Очень холодное блюдо: 10 фильмов о жестокой мести Очень холодное блюдо: 10 фильмов о жестокой мести

Десять разных фильмов о мести – от комедий до кровавых триллеров

Cosmopolitan
Как я подрабатывала гейшей в Японии Как я подрабатывала гейшей в Японии

Отрывок из книги Марины Чижовой «Дневник современной гейши»

Psychologies
Найден древнейший римский лагерь на северо-западе Пиренейского полуострова Найден древнейший римский лагерь на северо-западе Пиренейского полуострова

Археологи датировали остатки римского военного лагеря на севере Португалии

N+1
Как Иркутск вернулся к независимому театру и при чем тут «Территория» Как Иркутск вернулся к независимому театру и при чем тут «Территория»

Как прошел фестиваль современного искусства «Территория. Иркутск»

РБК
Как добиться сияющей кожи? Секреты голливудского косметолога Как добиться сияющей кожи? Секреты голливудского косметолога

Простая система ухода за собой, которая не требует серьезных денежных вложений!

Cosmopolitan
Скальпель наголо! Лучшие сериалы про врачей Скальпель наголо! Лучшие сериалы про врачей

Самые увлекательные медицинские сериалы

Cosmopolitan
5 ключевых различий между здоровой и токсичной любовью 5 ключевых различий между здоровой и токсичной любовью

Как вовремя распознать токсичную любовь?

Psychologies
Что нужно знать о бренде очков Randolph, которые Байден подарил Путину Что нужно знать о бренде очков Randolph, которые Байден подарил Путину

О бренде, продукцию которого носит не только Байден

РБК
В своей тарелке В своей тарелке

Как посетить ресторан без риска для талии

Худеем правильно
Идеи для продуктивных людей от человека, который полгода писал про продуктивность Идеи для продуктивных людей от человека, который полгода писал про продуктивность

Пять правил продуктивности, которые изменят повседневный подход к работе

VC.RU
Открыть в приложении