Populiacijos augimo modelis bando numatyti organizmo, kuris dauginasi pagal nustatytas taisykles, populiaciją. Priklausomai nuo to, kiek kartų organizmas dauginasi, kiek naujų organizmų jis sukuria kiekvieną kartą ir kaip dažnai jis dauginasi, modelis gali numatyti, kokia bus populiacija tam tikru metu. Daugumai gyventojų yra augimą ribojantys veiksniai, kurie sumažina teoriškai galimą populiaciją. Tai apima ribotus išteklius, natūralų mirtingumą ir plėšrūnus. Skirtingiems gyventojų skaičiaus augimo tipams taikomi šie suvaržymai ir jiems reikia skirtingų tipų gyventojų modelių, kad būtų galima tiksliai numatyti, kokia populiacija bus ateityje.
Pagrindinis gyventojų augimo modelis: eksponentinis augimas
Turint pakankamai maisto, vandens ir kitų gyvybei reikalingų išteklių, populiacija gali neribotai didėti. Eksponentinis augimas yra labai spartus, o gyvieji naudojasi šia galimybe, kai tik gali. Pvz., Mielių ląstelės cukraus tirpale pasidalins, kad susidarytų dvi ląstelės, kurios vėliau dalijasi, kad gautųsi keturios, tada aštuonios, 16, 32, 64 ir pan. Eksponentinė kreivė kyla dar greičiau, kai gyvūnai, tokie kaip triušiai, turi keletą jaunų, o ne tik du. Tokio tipo augimo kreivės realiame gyvenime matomos tik trumpus laikotarpius, nes natūralūs ribojantys veiksniai daro įtaką augimo tempui, kad jį sulėtintų. Kol veikia eksponentinis augimas, jį patiriančios populiacijos didėja arba tampa tankesnės, neatsižvelgiant į skaičių, kuris jau įtrauktas į populiaciją.
Kaip ribojantys veiksniai mažina gyventojų augimą
Populiacijos paprastai neauga neribotai, nes natūralūs ribojantys veiksniai stabdo populiacijos gausėjimą. Du ribojantys veiksniai yra išteklių trūkumas ir mirtingumas. Jei organizmai negali rasti pakankamai išteklių, reikalingų augti ir daugintis, jie turės mažiau jauniklių arba jų visai nebus, o populiacijos augimo tempas mažės. Jei daugelis gyventojų miršta dėl plėšrūnų ar ligų, populiacijos augimas taip pat mažėja. Jei dėl išteklių, tokių kaip maistas ar vanduo, trūkumas sukelia aukštą mirtingumą, tai taip pat riboja augimą, tačiau šiuo atveju mechanizmas skiriasi nuo maisto trūkumo, dėl kurio tiesiog gimsta mažiau. Ribojantys veiksniai daro didžiausią įtaką didelėms populiacijoms, kurios sparčiai augo.
Eksponentinis augimas su ribojančiais veiksniais lemia logistinį augimą
Logistinis augimo modelis sujungia eksponentinį augimą su ribojančiais veiksniais, kurie veikia konkrečiai populiacijai. Pavyzdžiui, mielių ląstelės, esančios cukraus tirpale, dauginasi, kad išaugtų eksponentiškai, tačiau jas ribojantis veiksnys gali būti maisto trūkumas. Suvalgius cukraus, mielių ląstelės negali augti ir daugintis. Kai kurioms mielių populiacijoms antras ribojantis veiksnys yra jų gaminamas alkoholis. Jei tirpale yra daug cukraus, maisto netrūks, tačiau mielių ląstelių gaminamas alkoholis galiausiai juos nužudys ir sumažins populiaciją.
Dėl ribojančių veiksnių logistinis augimas prasideda kaip eksponentinis augimas, kai populiacija yra maža ir turi daug maisto ir vandens. Didėjant gyventojų skaičiui, ribojantys veiksniai pradeda lėtinti augimą, nes sunkiau rasti maisto. Galiausiai logistinis augimas numato pastovią būseną, kai maisto ir vandens yra pakankamai, kad gyventojai būtų pastovūs.
Gyventojų augimas gali būti chaotiškas, o ne logistinis
Logistinis augimas grindžiamas laipsnišku gyventojų skaičiaus didėjimu iki natūralių gyventojų ribų. Šio gyventojų augimo modelio silpnybė yra ta, kad augimas gali būti toks spartus, kad populiacija viršija natūralią ribą. Pavyzdžiui, triušiai, turintys daug žolės ir vandens, dažniausiai turi labai daug vadų, o jų populiacija gali išaugti iki maisto atsargų. Šiuo atveju triušiai suvalgo visą maistą ir tada badauja. Populiacija sumažėja iki nulio, tačiau keli triušiai išgyvena. Žolė atauga, o ciklas kartojasi chaotiškai, nenuspėjamai. Realiose situacijose galimi ir logistiniai, ir chaotiški populiacijos augimo modeliai, tačiau eksponentinio augimo modelis visada taikomas tik trumpais laikotarpiais.
