כללי לוטקה-וולטרה מוסברים באמצעות דוגמה
כאוטי ככל שהחיים בטבע מופיעים לעתים קרובות, הם פועלים עקרונות מסוימים. חוקי לוטקה-וולטרה הם דוגמה טובה לכך. הם הוקמו כדי לתאר את האבולוציה של גודל האוכלוסייה של צייד טרף מסוים וטרפו. עם זאת, כללים אלה תקפים במידה מוגבלת בלבד.
ממציאי חוקי לוטקה-וולטרה
באמצע שנות העשרים, שני מדענים מדיסציפלינות שונות עסקו באופן עצמאי ב דִינָמִיקָה מערכת היחסים הטורפת-טרף בממלכת החיות. הכימאי והאקטואר האוסטרי-אמריקאי אלפרד ג'יי. לוטקה והמתמטיקאי והפיזיקאי האיטלקי ויטו וולטרה נתקלו באותם חוקים שמצאו במתמטיקה משוואות מנוסח. שלושת חוקי לוטקה-וולטרה נקראים על שמם.
מערכת היחסים הטורפת-טרף באמצעות הדוגמה של השועל והארנבת
במבט ראשון, חוקי לוטקה-וולטרה נראים מסובכים. עם זאת, ניתן להדגים אותם היטב באמצעות דוגמה מעולם החי.
- חוק הלוטקה-וולטרה הראשון אומר כי גודל האוכלוסייה (כלומר מכלול כל הפרטים של מין במקום מסוים) של טורף וטרף בתנאים קבועים מעת לעת לְהִשְׁתַנוֹת. המספר המרבי של טורפים עוקב אחר המספר המרבי של חיות טרף עם השהיית זמן.
- קחו למשל אזור מיוער עם שועלים (הטורפים) וארנבות (הטרף). ידוע כי ארנבות מתרבות מהר מאוד - כך שאוכלוסייתן גדלה במהירות בתחילת התצפית. כתוצאה מכך, לשועלים יש הרבה מה לאכול וגם מתרבים היטב בגלל היצע המזון המוגדל הזה. עם זאת, ככל שמספר השועלים גדל, מספר הארנבות יורד שוב. זה, בתורו, גורם לשועלים להרגיש רע: הם מוצאים פחות לאכול, למות ולהתרבות בצורה גרועה. כך אוכלוסיית הארנבונים מתאוששת - והמחזור מתחיל מחדש.
- בנוסף, ישנו גורם הזמן מהחלק השני של כלל זה: שועלים צעירים גוזלים זמן רב יותר מאשר ארנבות ויוצאים לצוד את עצמם רק לאחר זמן מה. אוכלוסיית הטורפים מגיעה אפוא למקסימום מאוחר יותר מאוכלוסיית הארנבות.
- חוק הלוטקה-וולטרה השני מבוסס על ממצאים אלה. כתוב: אם תנאי המסגרת נותרו ללא שינוי, הגודל הממוצע של אוכלוסיית הטורפים והטרפים משתנה סביב ערך ממוצע קבוע לאורך תקופה ארוכה יותר. כך שאם נספרים שועלים וארנבות במשך מספר שנים, האוכלוסיות הממוצעות יהיו זהות בערך בכל שנה.
- אך מה קורה כאשר השפעות חיצוניות כגון רעלן סביבתי גורמות לחלק גדול מהשועלים והארנבים למות? על פי הכלל השלישי, אוכלוסיית הטרף תמיד מתאוששת מהר יותר מאוכלוסיית הטורפים. מצד אחד, לארנבות יש את היתרון בכך שהם מתרבים מהר יותר מהשועלים. מצד שני, הם אינם סובלים מאספקת המזון המדולדל כמו השועלים.
כמעט כל תלמיד ממציא את המונח ...
האם הכל רק תיאוריה? - גבולות החוקים
עם זאת, כללים אלה חלים רק בתנאים מסוימים; בפועל, ערכם האינפורמטיבי מוגבל.
- באופן כללי, יש לציין כי חוקי לוטקה-וולטרה קובעים מודל תיאורטי שתקף רק באוכלוסיות טרף-טרף הנחשבות במנותק.
- אולם בטבע, מערכות יחסים של טורף-טרף מורכבות בהרבה. רוב הזמן, טורף אינו צד רק טרף אחד ובתמורה לטרף יש כמה טורפים. שועלים גם צדים ציפורים, עכברים ובעלי חיים אחרים וארנבים נופלים טרף לשועלים, עופות דורסים וטורפים אחרים.
- בנוסף, גודל האוכלוסייה עשוי להיות מושפע מגורמים אחרים. לדוגמא, כל השועלים באוכלוסייה עלולים להיכנע למחלה קטלנית שהארנבים אינם סובלים מהם - או להיפך. כללי לוטקה-וולטרה אז אינם חלים עוד.
ובכל זאת, החוקים הם פרקטיים אֵקוֹלוֹגִיָה בעל ערך מכיוון שהם לפחות מספקים הערכות שימושיות בהתפתחות גודל האוכלוסייה.
עד כמה אתה מוצא מאמר זה מועיל?
