وأوضح قواعد Lotka-Volterra باستخدام مثال
بقدر ما تبدو الحياة في الطبيعة فوضوية في كثير من الأحيان ، فإنها تتبع مبادئ معينة. تعتبر قواعد Lotka-Volterra خير مثال على ذلك. تم إعدادها لوصف تطور أحجام السكان لصياد فرائس معين وفريسته. ومع ذلك ، فإن هذه القواعد صالحة فقط إلى حد محدود.
مخترعو قواعد Lotka-Volterra
في منتصف عشرينيات القرن الماضي ، تعامل عالمان من مختلف التخصصات بشكل مستقل مع ديناميات علاقة المفترس بالفريسة في مملكة الحيوان. الكيميائي النمساوي الأمريكي والخبير الاكتواري ألفريد ج. صادف لوتكا وعالم الرياضيات والفيزيائي الإيطالي فيتو فولتيرا نفس القوانين التي وجداها في الرياضيات المعادلات تمت صياغته. تمت تسمية قواعد Lotka-Volterra الثلاث باسمهم.
علاقة المفترس بالفريسة باستخدام مثال الثعلب والأرنب
للوهلة الأولى ، تبدو قواعد Lotka-Volterra معقدة. ومع ذلك ، يمكن توضيحها جيدًا بمثال من عالم الحيوان.
- تقول قاعدة Lotka-Volterra الأولى أن أحجام السكان (أي مجموع كل الأفراد من نوع في مكان معين) من المفترس والفريسة في ظل ظروف ثابتة بشكل دوري يتغير. يتبع الحد الأقصى لعدد الحيوانات المفترسة الحد الأقصى لعدد الحيوانات المفترسة بفارق زمني.
- خذ على سبيل المثال منطقة حرجية بها ثعالب (الحيوانات المفترسة) والأرانب البرية (الفريسة). من المعروف أن الأرانب البرية تتكاثر بسرعة كبيرة - لذلك يزداد عدد سكانها بسرعة في بداية الملاحظة. ونتيجة لذلك ، فإن الثعالب لديها الكثير من الطعام وتتكاثر بشكل جيد بسبب زيادة الإمدادات الغذائية. ومع ذلك ، مع زيادة عدد الثعالب ، يتناقص عدد الأرانب مرة أخرى. وهذا بدوره يجعل الثعالب تشعر بالسوء: فهي تجد طعامًا أقل وتموت وتتكاثر بشكل سيء. وهكذا يتعافى عدد الأرانب - وتبدأ الدورة مرة أخرى.
- بالإضافة إلى ذلك ، هناك عامل الوقت من الجزء الثاني من هذه القاعدة: تستغرق الثعالب الصغيرة وقتًا أطول لتنمو من الأرانب البرية وتذهب لاصطياد نفسها بعد فترة. وبالتالي يصل عدد الحيوانات المفترسة إلى أقصى حد له في وقت متأخر عن أعداد الأرنب.
- تستند قاعدة Lotka-Volterra الثانية على هذه النتائج. تقرأ: إذا بقيت ظروف الإطار دون تغيير ، فإن متوسط حجم المفترس والفريسة يتقلب حول قيمة متوسطة ثابتة على مدى فترة زمنية أطول. لذلك إذا تم إحصاء الثعالب والأرانب البرية لعدة سنوات ، فسيكون متوسط عدد السكان متماثلًا تقريبًا كل عام.
- ولكن ماذا يحدث عندما تتسبب التأثيرات الخارجية مثل السموم البيئية في موت جزء كبير من الثعالب والأرانب؟ وفقًا للقاعدة الثالثة ، يتعافى عدد الفريسة دائمًا بشكل أسرع من عدد الحيوانات المفترسة. من ناحية أخرى ، تتمتع الأرانب البرية بميزة أنها تتكاثر بشكل أسرع من الثعالب. من ناحية أخرى ، لا يعانون من نضوب الإمدادات الغذائية مثل الثعالب.
يأتي كل طالب تقريبًا بالمصطلح ...
هل كل هذا مجرد نظرية؟ - حدود القواعد
ومع ذلك ، لا تنطبق هذه القواعد إلا في ظل ظروف معينة ؛ في الممارسة العملية ، تكون قيمتها الإعلامية محدودة.
- بشكل عام ، تجدر الإشارة إلى أن قواعد Lotka-Volterra وضعت نموذجًا نظريًا صالحًا فقط في مجموعات المفترس والفرائس التي تم النظر فيها بشكل منفصل.
- ومع ذلك ، في البرية ، تكون العلاقات بين المفترس والفريسة أكثر تعقيدًا بكثير. في معظم الأحيان ، لا يصطاد المفترس نوعًا واحدًا فقط من الفريسة ، وفي المقابل ، يكون للفريسة العديد من الحيوانات المفترسة. تصطاد الثعالب أيضًا الطيور والفئران والحيوانات الأخرى والأرانب تقع فريسة للثعالب والطيور الجارحة والحيوانات المفترسة الأخرى.
- بالإضافة إلى ذلك ، قد تتأثر أحجام السكان بعوامل أخرى. على سبيل المثال ، يمكن لجميع الثعالب في مجموعة ما أن تستسلم لمرض قاتل لا تفعله الأرانب - أو العكس. لم تعد قواعد Lotka-Volterra سارية.
ومع ذلك ، فإن القواعد عملية علم البيئة ذات قيمة لأنها على الأقل توفر تقديرات مفيدة في تطوير أحجام السكان.
إلى أي مدى تجد هذه المقالة مفيدة؟
