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

Крошка Ро Крошка Ро

Блогер Марьяна Ро выбралась в реальный мир без одежды

Maxim
Родина русского стиля. Музеи и мастерские Иваново и Палеха Родина русского стиля. Музеи и мастерские Иваново и Палеха

Резные ставни, яркий ситец и интерьеры «итальянского палаццо» в Иваново

Seasons of life
Защита детей и помощь американским индейцам: на что Маккензи Скотт пожертвовала $2,7 млрд Защита детей и помощь американским индейцам: на что Маккензи Скотт пожертвовала $2,7 млрд

Кого поддерживает одна из богатейших женщин мира?

Forbes
Нужно ли вмешиваться в чужие конфликты? Нужно ли вмешиваться в чужие конфликты?

Так стоит ли пытаться мирить близких людей?

Psychologies
Необязательный интеллект: почему ИИ до сих пор глупый и как где его вообще можно использовать Необязательный интеллект: почему ИИ до сих пор глупый и как где его вообще можно использовать

Теперь нам предстоит совсем другая эпоха – косяков искусственного интеллекта

Популярная механика
Знание продается за деньги Знание продается за деньги

Как заказать и оплатить учебную работу – от курсовой до кандидатской диссертации

Наука
«Брак с другими видами» Юкико Мотоя — книга о метаморфозах отношений в современном обществе от одного из самых необычных японских авторов «Брак с другими видами» Юкико Мотоя — книга о метаморфозах отношений в современном обществе от одного из самых необычных японских авторов

Фрагмент заглавного рассказа из книги Юкико Мотои «Брак с другими видами»

Esquire
Москва 2080. Фантастическая шутка с весомой долей правды Москва 2080. Фантастическая шутка с весомой долей правды

Москва из «Гостьи из будущего»

Цифровой океан
«Время переменных. Математический анализ в безумном мире» «Время переменных. Математический анализ в безумном мире»

Новая книга Бена Орлина рассказывает о матанализе понятным языком

N+1
Все краски пляжа Все краски пляжа

Пляжи с разноцветным песком

Лиза
Личная жизнь звезд комедии «8 первых свиданий»: Акиньшиной, Варнавы и других Личная жизнь звезд комедии «8 первых свиданий»: Акиньшиной, Варнавы и других

В жизни звезд комедии «8 первых свиданий» произошли большие перемены

Cosmopolitan
Топ-5 самых полезных закусок к пиву Топ-5 самых полезных закусок к пиву

Закуски без трансжиров, канцерогенов, усилителей вкуса и прочих микродиверсантов

Maxim
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
Что говорит о тебе твое рукопожатие Что говорит о тебе твое рукопожатие

Ученые поговорили с мужскими рукопожатиями и выделили пять их типов

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

Знаменитости нередко вступают в ряды благотворителей

Cosmopolitan
Марта Кетро о том, почему мы изменяем Марта Кетро о том, почему мы изменяем

Что же заставляет нас искать приключений с другими людьми?

Cosmopolitan
Как движение влияет на мозг: 6 принципов и полезных приемов Как движение влияет на мозг: 6 принципов и полезных приемов

Почему для того, чтобы быть здоровым и счастливым, необходимо двигаться?

Reminder
Нет времени объяснять: как запустить продукт просто и быстро Нет времени объяснять: как запустить продукт просто и быстро

Как запустить свой продукт тем, кто хочет сделать это просто и быстро

Inc.
Вишневый понзу, сугудай, вертолеты: что сулит вам гастротур в Норильск Вишневый понзу, сугудай, вертолеты: что сулит вам гастротур в Норильск

Гастротур в Норильск: диковинный сугудай, знаменитая нельма и ледяные просторы

Esquire
Шатуш своими руками: пошаговая инструкция Шатуш своими руками: пошаговая инструкция

Инструкция, как сделать окрашивание шатуш в домашних условиях

Cosmopolitan
Маленький Будда: как поездка в Бурятию научила меня любить Маленький Будда: как поездка в Бурятию научила меня любить

Ренат Давлетгильдеев о главной поездке в своей жизни

СНОБ
Енот-детектив, аниме против инопланетян и чертоги разума: 7 видеоигр на лето Енот-детектив, аниме против инопланетян и чертоги разума: 7 видеоигр на лето

Backbone, Ratchet & Clank: Rift Apart и другие крупные игровые релизы

Esquire
Умберто Эко Умберто Эко

Умберто Эко глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Штат или аутсорсинг: как найти правильный баланс, работая на премиальном рынке Штат или аутсорсинг: как найти правильный баланс, работая на премиальном рынке

Особенности рынка премиальной недвижимости в России

Forbes
В мире с животным В мире с животным

Вредные мифы о воспитании собак, которым верят многие владельцы

Cosmopolitan
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 я не съела собаку: «Круэлла» — уникальный фильм для современного Disney. Но это, к сожалению, все еще Disney Как я не съела собаку: «Круэлла» — уникальный фильм для современного Disney. Но это, к сожалению, все еще Disney

«Круэлла» — неожиданный фильм о злодейке из фильмов про далматинцев

Esquire
Женя Калинкин и Даша Касьян Женя Калинкин и Даша Касьян

Создатели видеоканала о литературе «Что бы мне поделать, только бы не почитать»

Собака.ru
Время собирать камни Время собирать камни

Режиссер Тимур Бекмамбетов и его жена Наталия Фишман построили дом на Волге

Tatler
Милые озорники! Удивительные факты о детях Кейт Миддлтон и принца Уильяма Милые озорники! Удивительные факты о детях Кейт Миддлтон и принца Уильяма

Узнай интересные факты о внуках принцессы Дианы!

Cosmopolitan
Открыть в приложении