Wzrost wykładniczy a wzrost logistyczny
Wzrost populacji to zmiana wielkości populacji w określonym przedziale czasu. Tempo wzrostu populacji to zmiana liczby osobników w jednostce czasu. Wskaźnik ten jest zasadniczo określany przez wskaźnik urodzeń (wskaźnik, z jakim nowe osobniki są dodawane do populacji) oraz wskaźnik śmiertelności (wskaźnik, z jakim jednostki opuszczają populację). Wielkość populacji nigdy nie rośnie w nieskończoność ze względu na ograniczenia zasobów, takich jak światło, woda, przestrzeń i składniki odżywcze oraz obecność konkurentów. Wzrost populacji można wyjaśnić dwoma prostymi modelami wzrostu; wzrost wykładniczy i wzrost logistyczny.
Wykładniczy wzrost
Wzrost wykładniczy definiuje się jako wzrost populacji, w którym liczba osobników gwałtownie przyspiesza, nawet gdy tempo wzrostu pozostaje stałe, co w końcu prowadzi do eksplozji populacji. Tutaj przyrost naturalny danej populacji sam decyduje o jej tempie wzrostu. Dostępność zasobów jest czynnikiem ograniczającym ten wzrost. Kiedy wykreślimy liczbę osobników w funkcji czasu, wynikiem będzie krzywa charakterystyczna w kształcie litery J dla wykładniczego wzrostu. Zgodnie z krzywą wzrost zaczyna się powoli, a następnie przyspiesza wraz ze wzrostem populacji. W rzeczywistych populacjach zarówno żywność, jak i przestrzeń stają się ograniczone, ponieważ populacja staje się zatłoczona. Dlatego ten model jest bardziej idealistyczny, w przeciwieństwie do logistycznego modelu wzrostu i czasami stosuje się do kultur bakterii, które mają nieograniczone zasoby.
Rozwój logistyczny
Rozwój logistyczny obejmuje wykładniczy wzrost populacji, po którym następuje stałe lub stabilne tempo wzrostu. Kiedy populacja osiąga swoją zdolność do przenoszenia, jej tempo wzrostu znacznie spada z powodu ograniczonej dostępności zasobów dla każdej nowej osoby. Nośność to wielkość, w której populacja ostatecznie się ustabilizuje. W tej chwili tempo wzrostu tej populacji waha się nieco powyżej i poniżej nośności. Ten model jest bardziej realistyczny i może być zastosowany dla wielu populacji na Ziemi.
Jaka jest różnica między wzrostem wykładniczym a wzrostem logistycznym?
• Krzywa charakterystyczna dla wzrostu wykładniczego daje krzywą wzrostu w kształcie litery J, podczas gdy wzrost logistyczny skutkuje krzywą wzrostu w kształcie esicy lub w kształcie litery S.
• Logistyczny model wzrostu ma zastosowanie do populacji, która zbliża się do swojej pojemności, podczas gdy wykładniczy model wzrostu ma zastosowanie do populacji, która nie ma limitu wzrostu.
• Wzrost logistyczny kończy się nieco stałym tempem wzrostu populacji (kiedy tempo wzrostu populacji osiąga swoją zdolność do przenoszenia), podczas gdy wzrost wykładniczy kończy się eksplozją populacji.
• Wzrost logistyczny można zaobserwować w wielu populacjach i jest on bardziej realistyczny niż wzrost wykładniczy. Wzrost wykładniczy jest lepiej dostosowany do kultur bakterii, które mają nieograniczone zasoby, takie jak przestrzeń i żywność.
• Nie ma górnej granicy dla modelu wzrostu wykładniczego, podczas gdy pojemność populacji jest górną granicą modelu wzrostu logistycznego.
