Экология математическая и экология полевая

Эти краткие, слишком сжато изложенные примеры ясно показывают, что математики и экологи могут и должны взаимно поддерживать друг друга. Любовь к истине вынуждает меня признаться, что они еще весьма далеки от этого, даже наоборот - никак не могут договориться. Работающие в полевых, естественных условиях экологи ставят в вину математикам их архиошибочные предпосылки и упрощенчество, своевольное пренебрежение параметрами, отсутствие какого бы то ни было представления о задачах, которые реально ставит перед ними природа. И мы увидим из приведенных ниже примеров, что экологи не ошибаются. Но есть ведь и другая сторона вопроса: мыслимо ли, занимаясь учетом численности видов - будь то демография или учет популяций животных,- забывать о статистике? Это было бы явным абсурдом. Вся беда, по-моему, в том, что многие экологи не чувствуют себя причастными к статистике и не имеют никаких контактов с проблемами демографии. Даже мысль о составлении сводок смертности насекомых с разбивкой на возрастные группы возникла сравнительно недавно. Уатт (1961) провел этот анализ и систематизировал его результаты на перфокартах, которые можно закладывать в счетную машину. Так открылся путь к "имитации" процессов колебания численности: стало возможным, например, вводить в расчеты фактор теоретической смертности, касающейся только яиц на поздних стадиях развития, и изучать ее последствия и т. д.

Основной аргумент, выдвигаемый полевыми экологами в их споре с математиками, таков: невозможно узнать и, главное, количественно определить все факторы, влияющие на колебания численности популяций. Но, возражают им Моррис и Уатт (1962), среди этих факторов, кроме нескольких ключевых, нет, пожалуй, ни одного, имеющего сколько-нибудь реальное значение, ключевых же бывает всего четыре-пять, не больше. Но в таком случае математический анализ вполне осуществим. Так, у тех пяти видов насекомых, которых Уатт взял в качестве примера, 68-90% вариаций зависят от колебаний одного-единственного показателя - числа выживших яиц. И можно доказать, что именно этот фактор является ключевым, основав на нем одном оказавшиеся точными предсказания относительно изменений численности популяции.

С другой стороны, существует обстоятельство, могущее смутить полевого эколога: природа не представляется "марковской", иными словами, результаты такого воздействия, как обработка инсектицидом, не могут быть переданы цепью Маркова, которая выражает взаимосвязанность событий. Ряд взаимозависимых переменных Х₁, Х₂…, Х_n в том случае образует цепь Маркова, если при известных X₁ и Х_n можно безошибочно предсказать X_n+1. В экологии же причины событий часто слишком "разветвлены", чтобы образовать линейные марковские цепи. В цепи такого типа изменения, происшедшие между временем t и временем t+1, являются только функцией состояния во времени t. А в природе они часто могут зависеть от состояния в момент t-1. Проведенный Уаттом анализ колебаний численности популяций сосновой пяденицы показывает более тесную связь с состоянием t-2, чем с t-1; это происходит оттого, что некоторые факторы оказывают свое влияние с большим запозданием.

Самка домового сверчка - насекомого, широко используемого в лабораториях из-за легкости его разведения