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

11 признаков того, что вы не восстановились после родов 11 признаков того, что вы не восстановились после родов

Как понять, что вы не восстановились после родов?

Psychologies
5 стоящих книг о науке сна, которые вам стоит прочесть 5 стоящих книг о науке сна, которые вам стоит прочесть

Полноценный сон — один из главных факторов здоровой и счастливой жизни

Популярная механика
Ночь в коробке под мостом, насмешки сослуживцев и другие факты о принце Уильяме Ночь в коробке под мостом, насмешки сослуживцев и другие факты о принце Уильяме

Малоизвестные факты о принце Уильяме

Cosmopolitan
6 вещей, которые успешные люди делают перед завтраком 6 вещей, которые успешные люди делают перед завтраком

Отличный старт перед продуктивным днем

Playboy
13 лучших песен о Сатане 13 лучших песен о Сатане

Люди почему-то думают, что о Дьяволе поют только металлисты

Maxim
Когда искусственный интеллект заменит блогеров: мнение Аркадия Сандлера Когда искусственный интеллект заменит блогеров: мнение Аркадия Сандлера

Какой будет работа блогеров в будущем?

Популярная механика
Беги от него! Рейтинг худших сериальных бойфрендов и мужей Беги от него! Рейтинг худших сериальных бойфрендов и мужей

Самые ужасные возлюбленные из сериалов

Cosmopolitan
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
Средневековая мода на длинноносые башмаки стала причиной бурсита Средневековая мода на длинноносые башмаки стала причиной бурсита

Мода на пулены привела к проблемам со ступнями у средневековых людей

N+1
Матери больше любят сыновей, а отцы — дочерей: правда ли это? Матери больше любят сыновей, а отцы — дочерей: правда ли это?

Сыновья становятся любимыми детьми матерей, а дочери — отцов, так ли это?

Psychologies
Как восстановить удаленные файлы на Windows-компьютере Как восстановить удаленные файлы на Windows-компьютере

Рассказываем, как еще можно спасти стертые файлы

CHIP
Зараженные токсоплазмой детеныши гиен стали смелее Зараженные токсоплазмой детеныши гиен стали смелее

Из-за влияния паразита у них исчез страх перед львами

N+1
Формула извлечения кино Формула извлечения кино

Ретроспектива главного иранского режиссера Аббаса Киаростами

Weekend
Это провокация Это провокация

Гарри Нуриев рассказал, кто и что интересует его в современном искусстве

AD
Как предпринимательницы из Израиля и Палестины объединяют людей с помощью технологий Как предпринимательницы из Израиля и Палестины объединяют людей с помощью технологий

Организация Tech2Peace помогает молодым палестинцам запустить стартап

Forbes
Неудобное число: когда нефть будет стоить $100 за баррель и почему это невыгодно Неудобное число: когда нефть будет стоить $100 за баррель и почему это невыгодно

Мировые цены на нефть продолжают устойчиво расти

Forbes
Шляпа для секса и другие хитрые уловки защитников животных Шляпа для секса и другие хитрые уловки защитников животных

На что только не идут зоологи, чтобы сохранить исчезающие виды животных

Maxim
Как выбрать сиделку для близкого человека Как выбрать сиделку для близкого человека

На что обратить внимание, подбирая сиделку

СНОБ
8 необычных троллейбусов, которые сломали шаблон 8 необычных троллейбусов, которые сломали шаблон

Троллейбусы — герои, злодеи и труженики с «рогами»

Maxim
Замглавы Минфина Алексей Сазанов — Forbes: «НДФЛ для доходов от 5 млн рублей нужно хотя бы два-три года не трогать» Замглавы Минфина Алексей Сазанов — Forbes: «НДФЛ для доходов от 5 млн рублей нужно хотя бы два-три года не трогать»

Заместитель главы Минфина — о налогах на прибыль и НДФЛ для среднего класса

Forbes
На берегу Каспийского моря разглядели крупнейший оползень Земли На берегу Каспийского моря разглядели крупнейший оползень Земли

Сход оползня на берегу Каспийского моря вызвала трансгрессия моря в плейстоцене

N+1
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
Барак Обама и Опра Уинфри рекомендуют. Джеймс Макбрайд: «Дьякон Кинг Конг» Барак Обама и Опра Уинфри рекомендуют. Джеймс Макбрайд: «Дьякон Кинг Конг»

Глава из книги «Дьякон Кинг Конг» Джеймса Макбрайда

СНОБ
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
Продам энергию: рассказываем, как устроены успешные экокварталы разных стран Продам энергию: рассказываем, как устроены успешные экокварталы разных стран

Какие экологичные технологии используют в строительстве

Esquire
«Я не хочу ничего решать» — губительная позиция, считает Михаил Лабковский «Я не хочу ничего решать» — губительная позиция, считает Михаил Лабковский

«Я не хочу ничего решать» — позиция истеричных и инфантильных людей

Cosmopolitan
Чувственные мамочки! Пикантные фото Кузнецовой и других звезд сериала «Родком» Чувственные мамочки! Пикантные фото Кузнецовой и других звезд сериала «Родком»

Пикантные фотох мамочек из сериала «Родком»

Cosmopolitan
«Мы вздрагивали, слыша его шаги»: как Иван Айвазовский бил жену «Мы вздрагивали, слыша его шаги»: как Иван Айвазовский бил жену

История семейной жизни Ивана Айвазовского

Cosmopolitan
Как сложились судьбы групп «Фабрики звезд»: «Корни», «Челси», «Тутси» и другие Как сложились судьбы групп «Фабрики звезд»: «Корни», «Челси», «Тутси» и другие

Как сейчас живут группы «Фабрики звезд»?

Cosmopolitan
Вышел Ratchet & Clank: Rift Apart — новый экшн-блокбастер для PlayStation 5. Рассказываем, получилось ли у разработчиков совершить прорыв Вышел Ratchet & Clank: Rift Apart — новый экшн-блокбастер для PlayStation 5. Рассказываем, получилось ли у разработчиков совершить прорыв

Каким вышло продолжение Ratchet & Clank и чего добились разработчики?

Esquire
Открыть в приложении