研究人員使用保護模型評估物種滅絕的風險，這些模型結合了導致種群數量下降的因素——包括棲息地喪失、狩獵和過度捕撈——以及影響群體的偶然災難的可能性。“即使人類活動對物種產生巨大影響，所有滅絕的種群[最終]都會遭受一連串不幸的隨機事件，例如一場火災，消滅了最後的個體，”科羅拉多大學博爾德分校的數學生態學家佈雷特·墨爾本說。
直到最近，滅絕風險的數學模型僅包括兩種型別的隨機性。第一種——環境的可變性，例如降雨或溫度變化——影響整個種群的出生率和死亡率。第二種涉及影響群體內特定個體的隨機事件。例如，同胞在特定年份可能有相同的死亡機率，但可能只有一個死於意外溺水或其他偶然事件。
生態學家早就知道其他型別的隨機性會影響種群動態，但20世紀早期的計算限制迫使科學家簡化傳統模型。透過觀察實驗室中的麵粉甲蟲群體，墨爾本和加州大學戴維斯分校的數學生態學家艾倫·黑斯廷斯證明，性別比例和身體大小等物理差異的隨機變化極大地增加了物種滅絕的總體威脅。例如，一個小群體中出生大量雄性會限制種群的繁殖潛力。
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隨著種群數量的減少，它們變得更容易受到加速滅絕的偶然事件的影響。“根據我們目前的理解，我們認為種群規模必須非常小。但是，當您加入這些新因素時，即使是更大的種群也可能面臨風險，”墨爾本解釋說。杜克大學的保護生態學家斯圖爾特·皮姆強調，該模型無法指出哪些新物種可能面臨滅絕威脅。相反，他說，“它告訴我們急診室中哪些物種風險最高”，並識別出那些可能比以前認為的更處於迫在眉睫的危險之中的物種。
從保護管理的角度來看，“他們的工作可能具有重大影響，但我們需要探索其對真實物種的影響，” 國際保護組織的資深主管桑迪·安德爾曼指出。她最近與墨爾本合作，測試他的實驗室結果是否可以推廣到現實世界。他們計劃將新模型應用於非人類靈長類動物和非洲象等物種，這些物種擁有大量的種群資料。
最終，科學家們將檢查各種種群——從受威脅物種到極度瀕危物種——以探索該模型的全部含義。目前有16,000種動植物物種受到滅絕威脅，全球生物多樣性的風險再高不過了。
注：本文最初以“隨機挑戰”為標題印刷。