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

Психология музыкальных предпочтений: почему мы это слушаем Психология музыкальных предпочтений: почему мы это слушаем

Разбираемся вместе со специалистами, как формируется наш музыкальный вкус

GQ
Как певицы стали актрисами: Брежнева, Гагарина и другие звезды, снявшиеся в кино Как певицы стали актрисами: Брежнева, Гагарина и другие звезды, снявшиеся в кино

Эти звезды шоу-бизнеса доказали, что могут успешно сниматься в фильмах

Cosmopolitan
Наши в Европе Наши в Европе

Советские физики и «революция вундеркиндов»

Наука и жизнь
Огромная воронка грозит поглотить мексиканский дом: видео Огромная воронка грозит поглотить мексиканский дом: видео

Воронка может поглотить дом в мексиканском штате Пуэбла

National Geographic
Небольшие дозы веселящего газа помогли при депрессии Небольшие дозы веселящего газа помогли при депрессии

Однократное применение веселящего газа улучшает состояние больных депрессией

N+1
Основатель ПИК — РБК: «Вроде маржа большая, а выходит убыток» Основатель ПИК — РБК: «Вроде маржа большая, а выходит убыток»

Основатель ПИК Кирилл Писарев объяснил свое желание работать за границей

РБК
Забудьте про калории. 6 мифов об энергетической ценности продуктов Забудьте про калории. 6 мифов об энергетической ценности продуктов

Почему для контроля веса важно не сколько, а что мы едим

Reminder
Умеет считать и быстро действует: как нанять идеального маркетолога Умеет считать и быстро действует: как нанять идеального маркетолога

Эксперт: какими качествами должен обладать идеальный маркетолог и как его найти

Forbes
Ляпки и компания Ляпки и компания

Во что мы сейчас будем играть. В пятнашки? В салочки? А может, в ляпки?

Наука и жизнь
Запасной выход Запасной выход

Озера – идеальное место отдыха с шезлонгами, красивыми пейзажами

Лиза
Вечно беременная: как частые роды влияют на тело — на примере Костенко и других Вечно беременная: как частые роды влияют на тело — на примере Костенко и других

Эти мамы не думают о том, как частые беременности могут повлиять на здоровье

Cosmopolitan
Типовое жилье: насколько уникальна Солнечная система Типовое жилье: насколько уникальна Солнечная система

Солнечная система вовсе не уникальна

Forbes
Не идеальная, а счастливая: как не выгореть, стараясь быть хорошей матерью Не идеальная, а счастливая: как не выгореть, стараясь быть хорошей матерью

Сегодня сложно быть мамой, не пытаясь соответствовать высоким стандартам

Psychologies
Забудь о сухих пятках! Что такое фруктовый педикюр и чем он лучше остальных Забудь о сухих пятках! Что такое фруктовый педикюр и чем он лучше остальных

Новый вид педикюра, который обещает внушительный результат

Cosmopolitan
Палеопатологи обнаружили самый тяжелый случай деформации Маделунга на древних останках Палеопатологи обнаружили самый тяжелый случай деформации Маделунга на древних останках

Ученые выявили тяжелые деформации костей правой руки у женщины эпохи Меровингов

N+1
Китайские палеонтологи описали новый ихновид птерозавров Китайские палеонтологи описали новый ихновид птерозавров

Ученые пришли к выводу, что птерозавры вели стайный образ жизни

N+1
Почувствуй себя героем кино: топ-10 мест для кинотуризма в России Почувствуй себя героем кино: топ-10 мест для кинотуризма в России

Места, где снимали ваши любимые фильмы

Cosmopolitan
Актер Стеллан Скарсгард — о фильме Актер Стеллан Скарсгард — о фильме

Стеллан Скарсгард — о том, каково сыграть более ста персонажей

Esquire
Mary Gu Mary Gu

Блиц-вопросы певице и блогеру Mary Gu

ЖАРА Magazine
Дизайн в кино: смотрим фильмы со стильным декором Дизайн в кино: смотрим фильмы со стильным декором

Фильмы, которые стоит посмотреть ради красивого оформления

РБК
5 главных травм при беге 5 главных травм при беге

О травмах надо помнить всегда, особенно когда собираешься пробежать марафон

GQ
Прекрасная роза! Самые яркие выходы звезд в свет в платьях с цветочным принтом Прекрасная роза! Самые яркие выходы звезд в свет в платьях с цветочным принтом

Звезды, которые вышли на красную дорожку в платьях с цветочным принтом

Cosmopolitan
Так ли хорош «хороший» холестерин и так ли плох «плохой»? Так ли хорош «хороший» холестерин и так ли плох «плохой»?

Как поспешные выводы из медицинских исследований вводят нас в заблуждение

Reminder
Пчелы против бегемотов: как убить фараона Пчелы против бегемотов: как убить фараона

История о гибели фараона от укуса пчелы

N+1
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
Слушать кино: плей-лист режиссера Happy End Сангаджиева Слушать кино: плей-лист режиссера Happy End Сангаджиева

В плей-листе режиссера сериала Happy End — начинающие артисты и Алла Пугачева

Esquire
Obladaet рассуждает о творчестве, бюджетах и конфликтах с рэперами Obladaet рассуждает о творчестве, бюджетах и конфликтах с рэперами

Obladaet — о музыкальной журналистике и визуале своего творчества

GQ
17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы 17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы

Авторы этих аккаунтов вдохновят вас на потрясающие прически

Cosmopolitan
Как сложились судьбы звезд фильма «Молчание ягнят»: Джоди Фостер и других Как сложились судьбы звезд фильма «Молчание ягнят»: Джоди Фостер и других

Жизнь звезд триллера «Молчание ягнят» изменилась с момента выхода фильма

Cosmopolitan
5 самых странных предметов, проглоченных человеком: рентгеновские снимки 5 самых странных предметов, проглоченных человеком: рентгеновские снимки

Случаи, когда взрослые люди глотают довольно необычные вещи

Популярная механика
Открыть в приложении