我们能预测濒危物种的灭绝吗?简而言之：是的 - 我们可以通过使用数学模型作为我们未来的窗口来实现这一目标。这些模型可以帮助我们预测人口将如何应对其环境的变化以及它可能会消亡的可能性。
然而，正如建筑物一样，我们用作模型基础的信息的准确性对于提高我们预测自然界人口命运的机会至关重要。在最近的一项研究中，我们发现这些模型往往过于简单 - 这可能会产生严重后果。我们将回到我们的研究。首先，让我们看一下使用数学和统计来预测物种灭绝的意义。
数学救援
今天，我们正在目睹自从地球生命开始以来最大的灭绝危机之一。最终，物种的灭绝风险取决于其种群中有多少个体能够繁殖，以及它们能够存活多久。
为了创建和提出管理计划以提高物种的生存机会，必须了解人口中生存和繁殖的变化以及影响它们的因素。数学和统计模型已成为预测物种人口统计率如何对其环境做出反应的基本工具，从而如何应对日益变化的条件。
但是他们让我们展望未来的能力取决于我们用来构建它们的信息的准确性。
气候变化正在增加灭绝的风险
今天，我们知道生存和繁殖随着年龄的增长而变化，这是自然衰老过程的一部分，并且每个物种在这些特定年龄的人口统计学率中都有一个非常特殊的趋势(图1)。
例如，正如我们在图1中所示，新生儿和幼年的鹿存活率有所增加，随着个体达到性成熟而增加，然后随着个体年龄的增长而逐渐下降。
繁殖遵循相当类似的模式，年轻人的繁殖率较低，随着个体变得更有经验而增加，然后随着年龄的增长而下降。另一方面，海龟和乌龟随着年龄的增长而增加了存活和繁殖的机会，这是随着年龄增长而不断增长的有机体的典型趋势。
另一方面，我们也知道这些人口统计学率每年都会因环境条件的变化而变化，例如食物和水的供应，降雨量或栖息地的干燥程度。
令人担忧的是，我们知道气候变化不仅会增加全球气温，而且还会增加这些环境条件的变化，加剧大量濒危物种灭绝的风险。
为了预测人口是否可能灭绝，我们需要预测这些可变环境将如何影响其人口统计率，并因此预测每年人口数量会有多少变化。
我们通过数学模型实现这一目标，这些数学模型采用我们所知的人口年龄特定人口统计率，并以与环境相同的方式“冲击”它们。
因此，这些模型可以重现环境的随机性，并且通过多次运行它们，我们可以计算出模拟种群将灭绝的百分比，以及它们消失多长时间。
我们必须使模型正确，以做出良好的预测
然而，在我们最近的研究中，我们发现过度简化我们用于构建这些模型的信息可能会极大地扭曲我们的预测，在某种程度上我们可以预测人口可能永远不会消亡，而实际上它注定要灭绝。
例如，直到最近研究者和野生动物管理人员认为，这是足以代表一个群体的人口率与年龄一般年龄群体，如青少年，亚成体和成人不变(图2)预测种群在自然如何改变时，环境条件。
然而，在我们的研究中，我们发现这种减少到一般年龄阶段可能会大大扭曲预测的人口增长率，从而影响我们对人口避免灭绝的机会的理解。
为什么?因为分组成一般的年龄阶段可以给人一种人们灭绝的可能性很小的错觉，而实际上它会以极快的速度灭绝。
这是因为这种人工分组改变了每个年龄的生存和繁殖的影响。例如，在图2中我们可以看到，在简化的生存中，所有成年人对生存的贡献相同，而实际上年轻的成年人应该比老年人贡献更多。
正如我们在研究中所表明的那样，分组年龄的这种影响可能会极大地扭曲预测的人口增长率，从而使我们对人口避免灭绝的可能性有所了解。
我们有办法拯救濒危物种 - 让我们使用它们
此外，今天我们知道个人通常拥有有限的资源，他们可以分配给生存或繁殖。这导致了这两种人口统计学率之间的权衡。这些权衡的结果是，繁殖的好年份可能会转化为生存的糟糕年份，反之亦然。
在我们的研究中，我们发现忽视生存和繁殖之间的这些权衡会进一步降低我们预测野生种群命运的能力。
令人惊讶的是，尽管越来越多的证据表明在自然群体中存活和繁殖之间存在权衡，模型往往忽略它们。
忽视这些看似微不足道的问题可能会极大地影响我们预测其自然环境中人口命运的能力，从而影响我们预测气候变化，外来物种引入或栖息地丧失等全球性问题的潜在负面影响的能力。
在我们的预测模型中，我们可以将它们视为未来的窗口。许多濒危物种仍有希望，我们应该掌握所有工具，以确保我们能够制止灭绝危机。