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

Всё сначала Всё сначала

Turquoise Yachts продолжает работу над необычным для себя проектом Rainbow II

Y Magazine
Весь Франкенштейн в 46 фактах Весь Франкенштейн в 46 фактах

Франкенштейн: что мы знаем о главном литературном монстре

Weekend
Принятой за крошечного динозавра ящерице из бирманского янтаря нашли близкого родственника Принятой за крошечного динозавра ящерице из бирманского янтаря нашли близкого родственника

Бирманский янтарь — настоящая сокровищница для палеонтологов

N+1
Удивительная история о мужской дружбе Удивительная история о мужской дружбе

Похожие проблемы могут стать почвой для дружбы совершенно разных людей

СНОБ
Андрей Звягинцев — о стрессе в кино и спасении в литературе Андрей Звягинцев — о стрессе в кино и спасении в литературе

Режиссер Андрей Звягинцев — о кино, преподавании, молодежи и вечных ориентирах

РБК
«Муж съедает всю еду в доме, и это разрушает наши отношения» «Муж съедает всю еду в доме, и это разрушает наши отношения»

Как еда может стать причиной серьезной ссоры между супругами

Psychologies
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
#glam_gaming: Амина Мирзоева #glam_gaming: Амина Мирзоева

Стример Амина Мирзоева прославилась в первую очередь игрой на укулеле

Glamour
Любовные страсти звезд сериала «Спасатели Малибу»: Памелы Андерсон и других Любовные страсти звезд сериала «Спасатели Малибу»: Памелы Андерсон и других

Кому звезды сериала «Спасатели Малибу» отдали свои сердца

Cosmopolitan
В своей тарелке В своей тарелке

Как посетить ресторан без риска для талии

Худеем правильно
Анти-Instagram для аудитории TikTok: почему взлетела новая соцсеть без фильтров Poparazzi Анти-Instagram для аудитории TikTok: почему взлетела новая соцсеть без фильтров Poparazzi

Почему Poparazzi быстро «выстрелила» и надолго ли сохранится интерес к себе?

Forbes
Археологи воспроизвели музыку мезолитических охотников с помощью лосиных зубов Археологи воспроизвели музыку мезолитических охотников с помощью лосиных зубов

Костяные подвески из могильника в Карелии приняли участие в эксперименте

N+1
Липидный анализ посуды рассказал о средневековой исламской кухне на Сицилии Липидный анализ посуды рассказал о средневековой исламской кухне на Сицилии

Вместе с исламом арабы принесли на Сицилию кулинарные традиции Востока

N+1
От Путина до Трюдо: какие правила делового гардероба диктуют главы стран От Путина до Трюдо: какие правила делового гардероба диктуют главы стран

Из чего состоит протокольный дресс-код глав разных стран?

РБК
Армия женщин: история сестер Чынг, освободивших Вьетнам Армия женщин: история сестер Чынг, освободивших Вьетнам

Сестры Чынг стали героинями Вьетнама, и праздник в их честь отмечается и сейчас

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
«Я был троечником в школе и прекрасно устроился в жизни»: 5 историй «Я был троечником в школе и прекрасно устроился в жизни»: 5 историй

Многие из бывших отстающих нашли себя в жизни и живут вполне благополучно

Psychologies
Разгадки природы Разгадки природы

Семь чудесных тайн природы, которые перестали быть тайнами

Maxim
Все о массаже гуаша: техники, эффективность и противопоказания Все о массаже гуаша: техники, эффективность и противопоказания

Почему массаж роллерами и скребками из кристаллов становится все популярнее

РБК
Измены и разводы: как живут Савельева, Казанова и другие звезды группы «Фабрика» Измены и разводы: как живут Савельева, Казанова и другие звезды группы «Фабрика»

Как сложилась личная жизнь певиц из «Фабрики»

Cosmopolitan
Как выглядят жены звездных стендаперов: Абрамова, Щербакова, Романова и других Как выглядят жены звездных стендаперов: Абрамова, Щербакова, Романова и других

Как выглядят супруги популярных российских стендаперов

Cosmopolitan
«Проклятого чёрта брат» «Проклятого чёрта брат»

А существовало ли письмо запорожцев турецкому султану на самом деле?

Дилетант
Срочный выкуп квартиры: как не потерять деньги Срочный выкуп квартиры: как не потерять деньги

Как работает сервис срочного выкупа квартир

СНОБ
Химики заменили пластик соевой пленкой Химики заменили пластик соевой пленкой

Материалы из соевого белка в будущем смогут стать заменой пластиковой упаковки

N+1
Злая мегера или преданный друг. 10 заповедей мачехи Злая мегера или преданный друг. 10 заповедей мачехи

Как остаться собой и не навредить собственной семье в новой роли мачехи?

СНОБ
Как отказаться от сладкого навсегда: методики для сахароголиков Как отказаться от сладкого навсегда: методики для сахароголиков

Как бороться с сахарной зависимостью? Две самых популярных методики.

Cosmopolitan
Эйджизм не пройдет: 5 активистов, повлиявших на мир в юном возрасте Эйджизм не пройдет: 5 активистов, повлиявших на мир в юном возрасте

Активисты, которые привлекли внимание к серьезным проблемам в юном возрасте

Вокруг света
На пультах Ричарда Нива записывали The Beatles и Nirvana, по его громкой связи говорил Черчилль: история «легенды звука» На пультах Ричарда Нива записывали The Beatles и Nirvana, по его громкой связи говорил Черчилль: история «легенды звука»

Ричард Нив сконструировал микшерные пульты — «кадиллаки» индустрии звукозаписи

VC.RU
Песни приезжих и пропащих. Почему Манижа — это и есть русская культура Песни приезжих и пропащих. Почему Манижа — это и есть русская культура

Манижа — нечто большее, чем просто очередная участница «Евровидения»

СНОБ
Cruise запустила предсерийное производство беспилотников без руля и педалей Cruise запустила предсерийное производство беспилотников без руля и педалей

Cruise начала предсерийное производство полностью беспилотных электромобилей

N+1
Открыть в приложении