Cos'è un modello di ecosistema?

Un modello di ecosistema è una rappresentazione di un ecosistema mostrato in forma matematica.Tali modelli sono usati nell'ecologia teorica per aiutare gli ecologi a studiare gli ecosistemi esistenti e prevedere cosa potrebbe accadere date determinate condizioni.Un ecosistema è incredibilmente complesso, quindi un modello di ecosistema deve generalmente semplificare il sistema concentrandosi solo su parti specifiche.

Gli ecosistemi sono ambienti biologici.Includono tutte le creature viventi in una particolare area e le caratteristiche fisiche di quell'area che potrebbero influenzare o essere utilizzate dagli organismi in essa.Queste potrebbero essere cose come l'aria, l'acqua o la quantità di luce solare.Il modello deve anche tenere conto delle dimensioni dell'ambiente studiato poiché ciò può avere un effetto sugli organismi in esso.

Al fine di creare un modello matematico praticabile, un ecologo deve semplificare l'ecosistema che sta cercando di studiare.Questo può essere fatto concentrandosi su un numero limitato di specie o gruppi che condividono determinati tratti.Questi tratti potrebbero essere comportamentali, biochimici o fisici.

Una volta che l'ecologo ha isolato gli organismi di interesse, crea una catena alimentare per loro.Una catena alimentare è una rappresentazione delle relazioni predatrici.Ad esempio, se l'animale di interesse è il coyote, la catena alimentare potrebbe mostrare che il coyote mangia i conigli, che mangiano vegetazione a livello del suolo.I coyote, i conigli e la vegetazione diventeranno tutti elementi nel modello di ecosistema.

Gli elementi nel modello di ecosistema sono quindi collegati insieme usando funzioni matematiche che descrivono le loro relazioni.Ancora una volta la complessità di un ecosistema presenta un problema per l'ecologo.È difficile osservare ciò che influisce effettivo sul consumo di un singolo coniglio sulla popolazione di coyote, quindi gli ecologi usano statistiche, osservazioni e altri metodi per arrivare a un'ipotesi istruita.Le funzioni matematiche possono essere adattate quando eventi reali nell'ecosistema dimostrano o smentiranno l'accuratezza del modello ecosistema.

Un modello di ecosistema classico studiato dagli studenti di ecologia è il modello Predator-Prey creato a metà degli anni '20.È stato creato indipendentemente da due scienziati nello spazio di un anno: matematico statunitense, chimico e statistico Alfred J Lotka e matematico italiano e fisico Vito Volterra.Il loro modello utilizza una coppia di equazioni differenziali per rappresentare predatori e prede.Sebbene originariamente utilizzato per descrivere le fluttuazioni nelle popolazioni di squali e pesci nel mare adriatico, il modello funziona come una descrizione generale della relazione Predator-Prey.