Ny matematisk model kan hjælpe med at redde truede arter
En af de største udfordringer i arbejdet med at redde truede arter er at forudsige, om en dyrepopulation vil dø ud. Nøjagtige og pålidelige modeller er afgørende for bevaringseksperter.
Hvad har blåhvalen til fælles med den bengalske tiger og grønne havskildpadder? De deler risikoen for udryddelse og klassificeres som truede arter. Der er flere årsager til, at arter dør ud, og klimaændringer er blandt hovedårsagerne.
Risikoen for udryddelse varierer fra art til art afhængigt af hvordan populationens individer reproducerer og hvor længe hvert dyr overlever. At forstå dynamikken i overlevelse og reproduktion kan understøtte tiltag for at forbedre en dyrearts chancer for at overleve.
Matematiske og statistiske modeller er blevet kraftfulde værktøjer til at hjælpe med at forklare disse dynamikker. Kvaliteten af de oplysninger, vi bruger til at konstruere sådanne modeller, er imidlertid afgørende for at forbedre vores chancer for nøjagtigt at forudsige skæbne for befolkninger i naturen.
"En model, der over-forenkler overlevelse og reproduktion kan give illusionen om, at en befolkning blomstrer, når den i virkeligheden vil uddø.", siger lektor Fernando Colchero, som netop har publiceret i det videnskabelige tidsskrift Ecology Letters.
Colchero's forskning fokuserer på matematisk genskabelse af befolkningsdynamikken ved bedre at forstå artens demografi. Han arbejder med at konstruere og udforske stokastiske befolkningsmodeller, der forudsiger, hvordan en bestemt population (for eksempel en truet dyreart) vil ændre sig over tid.
Disse modeller bruger matematiske faktorer til at beskrive, hvordan artens miljø, overlevelsesrate og reproduktion bestemmer befolkningens størrelse og vækst. Af praktiske grunde er visse antagelser nødvendige.
To almindelige antagelser er, at overlevelse og reproduktion ikke ændres med alderen, og at høj overlevelse hos arten går hånd i hånd med reproduktion på tværs af alle aldersgrupper inden for en art. Colchero udfordrede disse antagelser ved at bruge med aldersspecifik overlevelse og reproduktion samt inkludere samspil mellem overlevelse og reproduktion. Sådan et samspil tager højde for, at nogle betingelser favoriserer overlevelse, mens de vil være ugunstige for reproduktion, og omvendt.
Til sit arbejde brugte Colchero statistikker, matematiske udregninger og computersimuleringer med data fra vilde populationer af 24 oprindelige hvirveldyr. Resultatet var en signifikant forbedret model, der mere præcist forudsagde en arts vækst.
Trods den tekniske karakter af Fernandos arbejde kan denne type model have meget praktiske konsekvenser, da den giver kvalificerede bud på de underliggende årsager til udryddelsen. Dette kan bidrage til at forhindre udryddelse af truede arter.
Studiet er offentliggjort i tidsskriftet Ecology Letters og ledet af lektor Fernando Colchero fra Institut for Matematik og Datalogi og Det tværfaglige Center for Befolkningsdynamik (CPop) ved Syddansk Universitet. Studiet blev udført i samarbejde med CPop-medlemmer lektor Owen R. Jones og Dalia A. Conde fra Biologisk Institut ved SDU, og Annette Baudisch fra Det Samfundsvidenskabelige Fakultet, sammen med samarbejdspartnere fra over 20 institutioner rundt om i verden.