Bir popülasyon büyüme modeli, sabit kurallara göre üreyen bir organizmanın popülasyonunu tahmin etmeye çalışır. Bir organizmanın kaç kez çoğaldığına, her seferinde kaç yeni organizma ürettiğine ve ne sıklıkla çoğaldığına bağlı olarak model, belirli bir zamanda popülasyonun ne olacağını tahmin edebilir. Çoğu popülasyon için, teorik olarak olası popülasyonu azaltan büyümeyi sınırlayan faktörler vardır. Bunlara sınırlı kaynaklar, doğal ölüm oranları ve yırtıcı hayvanlar dahildir. Farklı nüfus artışı türleri bu kısıtlamalara tabidir ve gelecekte nüfusun ne olacağını doğru bir şekilde tahmin etmek için farklı türde nüfus modelleri gerektirir.
Temel Nüfus Büyüme Modeli: Üstel Büyüme
Yaşam için gerekli olan yeterli gıda, su ve diğer kaynaklar verildiğinde, nüfus sınırsız bir şekilde katlanarak artabilir. Üstel büyüme çok hızlıdır ve canlılar bu yetenekten fırsat buldukça yararlanırlar. Örneğin, bir şeker çözeltisindeki bir maya hücresi, iki hücre oluşturmak üzere bölünür ve daha sonra bölünerek dördü, ardından sekizi, 16, 32, 64'ü vb. üretir. Tavşan gibi hayvanlarda sadece iki yerine birkaç yavru olduğunda üstel eğri daha da hızlı yükselir. Bu tür büyüme eğrileri, gerçek hayatta yalnızca kısa süreler için görülür, çünkü doğal sınırlayıcı faktörler büyüme hızını yavaşlatmak için etkiler. Üstel büyüme yürürlükte olduğu sürece, onu deneyimleyen popülasyonlar, zaten popülasyona dahil edilen sayıya bakılmaksızın artar veya daha yoğun hale gelir.
Sınırlayıcı Faktörler Nüfus Artışını Nasıl Azaltır?
Popülasyonlar genellikle sınırsız bir şekilde büyümezler çünkü doğal sınırlayıcı faktörler nüfus artışını durdurur. İki sınırlayıcı faktör, kaynak eksikliği ve ölüm oranıdır. Organizmalar büyümek ve üremek için ihtiyaç duydukları kaynakları yeterince bulamazlarsa, daha az gençleri olacak veya hiç olmayacak ve nüfus artış hızı düşecektir. Nüfustaki birçok kişi yırtıcı hayvanlar veya hastalık nedeniyle ölürse, nüfus artışı da azalır. Yiyecek veya su gibi kaynakların eksikliği yüksek bir ölüm oranına neden oluyorsa, aynı zamanda büyümeyi de sınırlar, ancak bu durumda mekanizma, daha az doğuma neden olan yiyecek eksikliğinden farklıdır. Sınırlayıcı faktörler, hızla büyüyen büyük popülasyonlar üzerinde en büyük etkiye sahiptir.
Sınırlayıcı Faktörlerle Üstel Büyüme, Lojistik Büyüme ile Sonuçlanıyor
Lojistik büyüme modeli, üstel büyümeyi belirli bir nüfus için işleyen sınırlayıcı faktörlerle birleştirir. Örneğin, bir şeker çözeltisindeki maya hücreleri, üstel büyüme sağlamak için çoğalır, ancak bunların sınırlayıcı faktörü, gıda eksikliği olabilir. Şeker yendiğinde, maya hücreleri büyüyemez ve çoğalamaz. Bazı maya popülasyonları için ikinci bir sınırlayıcı faktör ürettikleri alkoldür. Çözeltide çok fazla şeker varsa, yiyecek eksikliği olmayacak, ancak maya hücrelerinin ürettiği alkol sonunda onları öldürecek ve popülasyonu azaltacaktır.
Sınırlayıcı faktörlerin bir sonucu olarak, bir nüfus küçük olduğunda ve bol miktarda yiyecek ve suya sahip olduğunda, lojistik büyüme üstel büyüme olarak başlar. Nüfus arttıkça, yiyecek bulmak daha zor olduğu için sınırlayıcı faktörler büyümeyi yavaşlatmaya başlar. Son olarak, lojistik büyüme, nüfusu sabit bir seviyede tutmaya yetecek kadar yiyecek ve suyun olduğu sabit bir durumu öngörür.
Nüfus Artışı Lojistikten Çok Kaotik Olabilir
Lojistik büyüme, nüfusun doğal sınırlarına kadar kademeli bir nüfus artışına dayanmaktadır. Bu nüfus artış modelindeki bir zayıflık, büyümenin çok hızlı olabilmesi ve nüfusun doğal sınırı aşmasıdır. Örneğin, bol miktarda ot ve su kaynağına sahip tavşanlar, sıklıkla büyük yavrulara sahip olma eğilimindedir ve popülasyonları, besin arzını çok aşacak şekilde büyüyebilir. Bu durumda tavşanlar tüm yiyecekleri yerler ve sonra açlıktan ölürler. Nüfus sıfıra yakın düşüyor ama birkaç tavşan hayatta kalıyor. Çim yeniden uzar ve döngü kaotik, öngörülemeyen bir şekilde kendini tekrar eder. Gerçek yaşam durumlarında hem lojistik hem de kaotik nüfus büyüme modelleri mümkündür ancak üstel büyüme modeli yalnızca kısa dönemler için geçerlidir.