Математический приговор: ученые вычислили точные сроки неизбежного вымирания любой популяции
Даже при идеальном воспроизводстве видов их финал строго предопределен
Российские ученые доказали существование универсального закона угасания сложных систем. Исследователи из НИУ ВШЭ и МГУ математически обосновали, что любая популяция, в которой для продолжения рода требуется слияние мужских и женских особей, рано или поздно прекратит свое существование. Причем этот процесс подчиняется жестким формулам и не зависит от того, насколько многочисленным был вид на старте. В сенсационном открытии разбиралась Readovka.
В центре внимания специалистов оказались так называемые двуполые ветвящиеся процессы – сложные вероятностные модели, описывающие динамику размножения, при которой для появления потомства необходимо формирование пар. Ученые Антон Жиянов из НИУ ВШЭ и Александр Шкляев из МГУ решили рассчитать время существования популяции при, казалось бы, идеальных условиях – когда на смену каждой паре родителей в среднем приходит ровно одна новая пара (коэффициент замещения равен единице).
Как пояснил автор исследования, сотрудник Лаборатории молекулярной физиологии факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ Антон Жиянов, со стороны такая система выглядит абсолютно стабильной и жизнеспособной на долгие годы, однако математические расчеты доказывают обратное – популяция все равно обречена на исчезновение.
Ученым удалось вывести формулу этого угасания: время жизни популяции оказалось равно квадрату логарифма от ее стартовой численности. Жиянов привел наглядный пример, отметив, что если увеличить начальное количество особей в тысячу раз (к примеру, с 1 тыс до 1 млн), то срок существования этой группы возрастет всего лишь в 4 раза. По словам исследователя, подобная логарифмическая зависимость означает, что гигантские масштабы популяции и ее бурный рост на начальном этапе со временем перестают играть какую-либо роль и не могут защитить вид от вырождения.
Отечественные исследователи протестировали свою модель на различных сценариях, учитывающих как моногамные союзы, так и полигамию. Закон сработал во всех случаях без исключения. Это доказывает, что общая траектория жизни биологических систем диктуется не частными особенностями поведения особей, а фундаментальными законами теории вероятностей.
Открытие российских ученых имеет колоссальное прикладное значение. Понимание скрытых механизмов эволюции позволит точнее прогнозировать жизнеспособность редких видов животных, корректировать государственные демографические программы, вычислять сроки затухания опасных эпидемий и моделировать сложные процессы в экономике.
Ранее ученый Михаил Болков рассказал, от чего на самом деле зависит долголетие.
