Я предполагаю, что в биологии существует теория, согласно которой размер популяции данного вида обратно пропорционален массе тела особей этого вида. Другими словами, есть миллионы муравьев, миллиарды мышей, миллионы оленей и всего несколько слонов.
Если бы люди существовали в «естественном состоянии» (т. е. не могли манипулировать окружающей средой больше, чем любое другое млекопитающее), какой размер популяции можно было бы предсказать по их массе тела ~ 70 кг?
(Предположим, что человеческая популяция распространилась по всему миру.)
Я полагаю, что мы окажемся где-то между популяциями волков и медведей.
Безусловно, можно использовать общие отношения для предсказания плотности или численности населения. Взаимосвязь между плотностью/численностью популяции и размером тела — старая тема в экологии, относящаяся к области аллометрии (как различные характеристики организмов зависят от размера тела). Тесно связанной аллометрической зависимостью является закон Клейбера , который имеет дело с взаимосвязью между размером тела и скоростью метаболизма.
Ваше предположение об отрицательной связи между размером тела и численностью в целом верно, и эта связь приблизительно линейна по логарифмической шкале. Как упоминалось в комментариях, точная форма регрессии будет зависеть от того, какие группы организмов включены, поскольку известно, что отношения масштабирования различаются между таксонами. Однако, чтобы получить разумную приблизительную цифру, мы можем взглянуть на классическую статью Дамута (1981) , которая включает 307 травоядных млекопитающих. Найденное там масштабное соотношение:
где плотность (D) выражена в особях на км 2 , а масса тела - в граммах массы тела взрослого человека. Используя ваш пример 70 кг для людей, мы получим прогнозируемую плотность 3,9 человека/км 2 . Масштабный коэффициент -0,75 (или -3/4) часто называют «правилом Дамута», и обычно он также встречается при объединении как экзотерм, так и эндотерм.
Однако помните, что эта регрессия была основана на первичных консументах, т.е. в основном на травоядных пастбищах. Альтернативные данные по группам млекопитающих можно найти у Peters & Raelson (1984) . В работе представлены регрессии как для плотоядных+всеядных, так и для всех групп млекопитающих (травоядные, плотоядные, всеядные). Соотношение плотоядные + всеядные (СО) таково:
и регрессия со всеми группами (HCO):
В обеих этих регрессиях масса тела выражается в кг. Использование регрессии CO приводит к прогнозируемой плотности населения 0,1 человека/км 2 , а регрессия HCO дает плотность населения 1,1 человека/км 2 .
Глядя на эти значения, разумно предположить, что прогнозируемая «естественная» плотность населения человека лежит в диапазоне 0,1–4 особи/км 2 , но, безусловно, смещена в сторону нижней части диапазона. Я подозреваю, что регрессия, рассматривающая только приматов, предскажет еще более низкое значение, поэтому я бы не стал исключать значения ниже 0,1 особи/км 2 .
Чтобы понять, что это означает в реальной численности населения, мы можем экстраполировать плотность на всю Землю. Если мы используем предсказанную плотность из модели плотоядных+всеядных животных в Peters & Raelson (1984) и всю площадь суши Земли, которая составляет ~150 миллионов квадратных километров ( Википедия : Земля ), прогнозируемая человеческая популяция составит около 18 миллионов человек. . Используя высокую оценку Дамута (1981) , это будет соответствовать примерно 600 миллионам человек. Однако помните, что при этом используется вся территория суши, включая пустыни, горные хребты и арктические районы.
Другой точкой отсчета является предполагаемая историческая плотность населения в эпоху палеолита, когда мы жили как охотники-собиратели. Я часто видел плотность населения в районе 1 человека на 2 мили , т. е. 2,6 особи на 2 км . Эти оценки, естественно, очень неопределенны, но показывают, что отношения аллометрического масштабирования, по-видимому, обеспечивают, по крайней мере, разумные оценки порядка величины «естественной» плотности населения.
Также несколько поучительно учитывать, что наша нынешняя численность человеческой популяции в 7 миллиардов человек соответствует предсказанной численности популяции 380-граммового плотоядного млекопитающего (используя соотношение CO из Peters & Raelson (1984) ), что делает нереалистичным предположение, что это млекопитающее имеет удалось колонизировать все участки суши на земле. Это довольно ясно показывает, что из себя представляют современные люди.
Однако можно поставить под сомнение универсальность этих типов отношений для прогнозирования плотности отдельных видов. Например, отношения регрессии также различаются между климатическими регионами (дополнительную информацию см. в Peters & Raelson (1984) ), и, как указано в комментарии @remi.b, также неясно, какие состояния населения следует включать. Например, следует ли использовать плотность населения только в «идеальных» местообитаниях, когда мы знаем, что плотность населения одного и того же вида может различаться на порядки в разных местообитаниях? Также неясно, следует ли и как учитывать влияние современных людей. Сильва и Даунинг (1995)также утверждают, что зависимость масштабирования нелинейна в логарифмическом масштабе с более пологим наклоном для более крупных видов, а также не обнаруживают практически никакой зависимости между размером тела и плотностью в некоторых группах видов. В более поздних работах также подчеркивалось, что исследования глобальных взаимосвязей между плотностью и размером тела часто смешивают несколько различных процессов и взаимосвязей, см. White et al (2007) для обзора этого.
Реми.б
Реми.б