Lotka-Volterra regler forklaret ved hjælp af et eksempel
Så kaotisk som livet i naturen ofte forekommer, følger det visse principper. Lotka-Volterra-reglerne er et godt eksempel på dette. De blev oprettet for at beskrive udviklingen i befolkningsstørrelserne for en bestemt byttejæger og hans bytte. Disse regler er dog kun i begrænset omfang gældende.
Opfinderne af Lotka-Volterra-reglerne
I midten af 1920'erne arbejdede to forskere fra forskellige discipliner uafhængigt af hinanden med dynamik rovdyr-bytteforholdet i dyreriget. Den østrigsk-amerikanske kemiker og aktuar Alfred J. Lotka og den italienske matematiker og fysiker Vito Volterra stødte på de samme regelmæssigheder, som de fandt i matematik Ligninger formuleret. De tre Lotka-Volterra-regler er opkaldt efter dem.
Rovdyr-bytteforholdet ved hjælp af ræven og harens eksempel
Umiddelbart virker Lotka-Volterra-reglerne komplicerede. De kan dog godt illustreres med et eksempel fra dyreverdenen.
- Den første Lotka-Volterra-regel siger, at befolkningsstørrelserne (dvs. totaliteten af alle individer af en art på et bestemt sted) af rovdyr og bytte under konstante forhold periodisk variere. Det maksimale antal rovdyr følger det maksimale antal bytte med en tidsforsinkelse.
- Tag for eksempel et skovområde med ræve (rovdyrene) og harer (byttet). Det er velkendt, at harer formerer sig meget hurtigt - deres befolkning stiger derfor hurtigt i begyndelsen af observationen. Som et resultat har rævene meget at spise og formerer sig også godt på grund af denne øgede fødevareforsyning. Men når antallet af ræve stiger, falder antallet af harer igen. Dette får igen rævene til at føle sig dårlige: de finder mindre at spise, dø og reproducere dårligt. Således genopretter kaninbestanden - og cyklussen begynder igen.
- Derudover er der tidsfaktoren fra anden del af denne regel: unge ræve tager længere tid at vokse end harer og går først selv på jagt efter et stykke tid. Rovdyrbestanden når derfor sit maksimum senere end harestanden.
- Den anden Lotka-Volterra-regel er baseret på disse fund. Det lyder: Hvis rammebetingelserne forbliver uændrede, svinger den gennemsnitlige størrelse af rovdyr- og byttedyrsbestanden omkring en konstant middelværdi over en længere periode. Så hvis ræve og harer tælles i flere år, er gennemsnitsbestandene omtrent det samme hvert år.
- Men hvad sker der, når ydre påvirkninger som et miljøgift får en stor del af rævene og kaninerne til at dø? Ifølge den tredje regel genopretter byttedyrsbestanden altid hurtigere end rovdyrpopulationen. På den ene side har harerne den fordel, at de formerer sig hurtigere end rævene. På den anden side lider de ikke af den udarmede madforsyning som rævene.
Næsten hver elev kommer med udtrykket ...
Er det hele bare teori? - Reglernes grænser
Disse regler gælder dog kun under visse betingelser; i praksis er deres informative værdi begrænset.
- Generelt skal det bemærkes, at Lotka-Volterra-reglerne opstiller en teoretisk model, der kun er gyldig i rovdyr-byttepopulationer, der betragtes isoleret.
- I naturen er rovdyr-bytteforhold imidlertid langt mere komplekse. For det meste jager et rovdyr ikke kun én type bytte, og til gengæld har et bytte flere rovdyr. Ræve jager også fugle, mus og andre dyr, og kaniner bliver bytte for ræve, rovfugle og andre rovdyr.
- Derudover kan befolkningsstørrelsen påvirkes af andre faktorer. For eksempel kan alle ræve i en befolkning bukke under for en dødelig sygdom, som kaninerne ikke gør - eller omvendt. Lotka-Volterra-reglerne gælder derefter ikke længere.
Alligevel er reglerne praktiske økologi af værdi, fordi de i det mindste giver nyttige skøn i udviklingen af befolkningsstørrelser.
Hvor nyttig finder du denne artikel?
