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

Лики Вики Лики Вики

До съемки в нашем презренном журнале снизошла богиня «Инстаграма» Вики Одинцова

Maxim
Путеводитель по музею Фаберже Путеводитель по музею Фаберже

Самое крупное в мире собрание работ знаменитой ювелирной фирмы

Культура.РФ
«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
Сторож Мардая Сторож Мардая

Этот секретный поселок в Монголии не нанесен на карты

Вокруг света
Анна Блинова Анна Блинова

Femme fatale из Купчино. У Александринского театра появилась прима

Собака.ru
5 фильмов-«кондиционеров» для всех, кто устал от жары 5 фильмов-«кондиционеров» для всех, кто устал от жары

Фильмы, главные герои которых — снег и мороз

РБК
Как правильно пить коньяк: полный гайд по наслаждению благородным напитком Как правильно пить коньяк: полный гайд по наслаждению благородным напитком

Как подобрать бокал для коньяка и правильно дегустировать этот напиток

Playboy
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
Юные красотки: какими были в детстве Исакова и другие звезды сериала «Нежность» Юные красотки: какими были в детстве Исакова и другие звезды сериала «Нежность»

Детские фото звезд сериала «Нежность»

Cosmopolitan
Секреты финансовых пирамид: почему возбудили дело против сотрудников QBF и как компания переводила деньги в офшоры Секреты финансовых пирамид: почему возбудили дело против сотрудников QBF и как компания переводила деньги в офшоры

Подробности уголовного дела в отношении сотрудников инвестиционной компании QBF

Forbes
Исследование: какой фастфуд можно есть после тренировки Исследование: какой фастфуд можно есть после тренировки

Разрази нас макдак!

Maxim
Игра со временем. Триллер Франка Тилье: «Жил-был раз, жил-был два» Игра со временем. Триллер Франка Тилье: «Жил-был раз, жил-был два»

Отрывок из нового триллера мастера детективов Франка Тилье

СНОБ
Бедовый месяц Бедовый месяц

Почему именно совместные каникулы опасны для пар?

Cosmopolitan
Загробный мир британцев бронзового века оказался перевернут вверх ногами Загробный мир британцев бронзового века оказался перевернут вверх ногами

Британцы бронзового века представляли загробный мир как жизнь вниз головой

N+1
О чем вы перестанете переживать, осознав свою ценность? О чем вы перестанете переживать, осознав свою ценность?

Стремитесь доказать окружающим, что достойны любви, уважения или повышения?

Psychologies
Тренировки ЭМС: как обрести рельеф, не тратя время на фитнес Тренировки ЭМС: как обрести рельеф, не тратя время на фитнес

Тренировки по технологии ЭМС (электромиостимуляции) – что это такое?

Cosmopolitan
7 лайфхаков, чтобы заставить ребенка тебя слушать 7 лайфхаков, чтобы заставить ребенка тебя слушать

Если у тебя не получается достучаться до ребенка, попробуй хитростью!

Maxim
Все, что вы хотели знать о загаре Все, что вы хотели знать о загаре

Как появляется загар и как «работает» кожа

Популярная механика
Вакцина от лихорадки Ласса защитила обезьян от нескольких штаммов вируса Вакцина от лихорадки Ласса защитила обезьян от нескольких штаммов вируса

Ученые вакцинировали обезьян он западноафриканского вируса Ласса

N+1
Новый Остап Бендер в кино: Арам Вардеванян о своем герое и работе с Безруковым Новый Остап Бендер в кино: Арам Вардеванян о своем герое и работе с Безруковым

Арам Вардеванян — о кастинге на роль Остапа Бендера и будущих проектах

Cosmopolitan
Татарка Татарка

Блогер Ира Смелая заявила о себе треками под ником Татарка

Собака.ru
Экологичный растворитель поможет переработать литий-ионные аккумуляторы Экологичный растворитель поможет переработать литий-ионные аккумуляторы

Экологичный растворитель поможет регенирировать катодный материал

N+1
Правила «голодных» тренировок Правила «голодных» тренировок

Одна из самых эффективных тренировок для похудения — это утреннее кардио натощак

Cosmopolitan
А вы как думаете? А вы как думаете?

Что думают питомцы – и как они на самом деле мыслят?

Cosmopolitan
Живительный церий Живительный церий

Прообразы будущих препаратов, которые могли бы получить практическое применение

Наука и жизнь
Путешествующее с прошлого марта стадо слонов добралось до столицы провинции Юньнань Путешествующее с прошлого марта стадо слонов добралось до столицы провинции Юньнань

Семейная группа слонов путешествует по Китарю и добралось до города Куньмин

N+1
Цветовой друг Цветовой друг

Роль искусства в этой квартире играет яркая дизайнерская мебель

AD
Mary Gu Mary Gu

Блиц-вопросы певице и блогеру Mary Gu

ЖАРА Magazine
Пришельцы. Как Африка повлияла на европейское искусство Пришельцы. Как Африка повлияла на европейское искусство

Авторы, которые приехали в Африку и привезли оттуда других себя

Seasons of life
«Все плохое принимай как опыт»: почему это плохой совет «Все плохое принимай как опыт»: почему это плохой совет

Может ли негативный опыт быть полезным?

Psychologies
Открыть в приложении