Lotka-Volterra regler förklaras med hjälp av ett exempel

Uppfinnarna av Lotka-Volterra-reglerna

I mitten av 1920-talet behandlade två forskare från olika discipliner oberoende av varandra dynamik rovdjur-byte-förhållandet i djurriket. Den österrikisk-amerikanska kemisten och aktuaren Alfred J. Lotka och den italienska matematikern och fysikern Vito Volterra stötte på samma lagar som de hittade i matematisk Ekvationer formulerad. De tre Lotka-Volterra-reglerna är uppkallade efter dem.

Rovdjur-byte-förhållandet med exempel på räven och haren

Vid första anblicken verkar Lotka-Volterra-reglerna komplicerade. De kan dock illustreras väl med ett exempel från djurvärlden.

• Den första Lotka-Volterra-regeln säger att befolkningsstorleken (dvs. totaliteten av alla individer av en art på en viss plats) av rovdjur och byten under konstanta förhållanden regelbundet variera. Det maximala antalet rovdjur följer det maximala antalet bytesdjur med en tidsfördröjning.
• Ta till exempel ett skogsområde med rävar (rovdjur) och harar (byte). Det är välkänt att harar reproducerar mycket snabbt - deras befolkning ökar därför snabbt i början av observationen. Som ett resultat har rävarna mycket att äta och förökar sig också bra på grund av denna ökade matförsörjning. Men när antalet rävar ökar minskar antalet harar igen. Detta betyder i sin tur att rävarna mår dåligt: ​​de hittar mindre att äta, dör och förökar sig dåligt. Således återhämtar kaninpopulationen - och cykeln börjar om.
• Dessutom finns det tidsfaktorn från den andra delen av denna regel: unga rävar tar längre tid att växa än harar och jagar bara själva efter ett tag. Rovdjurspopulationen når därför sitt maximum senare än harpopulationen.


Rovdjur -byte relation - exempel

Nästan varje elev kommer på termen ...

• Den andra Lotka-Volterra-regeln är baserad på dessa fynd. Det lyder: Om ramförhållandena förblir oförändrade fluktuerar rovdjurets och bytespopulationens genomsnittliga storlek runt ett konstant medelvärde under en längre tid. Så om rävar och harar räknas i flera år kommer den genomsnittliga populationen att vara ungefär densamma varje år.
• Men vad händer när yttre påverkan som ett miljögift orsakar att en stor del av rävarna och kaninerna dör? Enligt den tredje regeln återhämtar sig bytespopulationen alltid snabbare än rovdjurspopulationen. Å ena sidan har harerna fördelen att de reproducerar sig snabbare än rävarna. Å andra sidan lider de inte av den utarmade matförsörjningen som rävarna.

Är allt bara teori? - Reglernas gränser

Dessa regler gäller dock endast under vissa förutsättningar; i praktiken är deras informativa värde begränsat.

• I allmänhet bör det noteras att Lotka-Volterra-reglerna inrättar en teoretisk modell som endast är giltig i rovdjur-bytespopulationer som betraktas isolerat.
• I naturen är dock rovdjur-bytesrelationer betydligt mer komplexa. För det mesta jagar ett rovdjur inte bara en typ av byte och i gengäld har ett byte flera rovdjur. Rävar jagar också fåglar, möss och andra djur och kaniner faller rov, rovfåglar och andra rovdjur i byten.
• Dessutom kan befolkningsstorleken påverkas av andra faktorer. Till exempel kan alla rävar i en population buka under för en dödlig sjukdom som kaninerna inte gör - eller tvärtom. Lotka-Volterra-reglerna gäller då inte längre.

Ändå är reglerna praktiska ekologi av värde eftersom de åtminstone ger användbara uppskattningar i utvecklingen av befolkningsstorlekar.