研究人员使用保护模型评估物种灭绝的风险，这些模型结合了导致种群数量下降的因素——包括栖息地丧失、狩猎和过度捕捞——以及影响群体的偶然灾难的可能性。“即使人类活动对物种产生巨大影响，所有灭绝的种群[最终]都会遭受一连串不幸的随机事件，例如一场火灾，消灭了最后的个体，”科罗拉多大学博尔德分校的数学生态学家布雷特·墨尔本说。
直到最近，灭绝风险的数学模型仅包括两种类型的随机性。第一种——环境的可变性，例如降雨或温度变化——影响整个种群的出生率和死亡率。第二种涉及影响群体内特定个体的随机事件。例如，同胞在特定年份可能有相同的死亡概率，但可能只有一个死于意外溺水或其他偶然事件。
生态学家早就知道其他类型的随机性会影响种群动态，但20世纪早期的计算限制迫使科学家简化传统模型。通过观察实验室中的面粉甲虫群体，墨尔本和加州大学戴维斯分校的数学生态学家艾伦·黑斯廷斯证明，性别比例和身体大小等物理差异的随机变化极大地增加了物种灭绝的总体威胁。例如，一个小群体中出生大量雄性会限制种群的繁殖潜力。
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随着种群数量的减少，它们变得更容易受到加速灭绝的偶然事件的影响。“根据我们目前的理解，我们认为种群规模必须非常小。但是，当您加入这些新因素时，即使是更大的种群也可能面临风险，”墨尔本解释说。杜克大学的保护生态学家斯图尔特·皮姆强调，该模型无法指出哪些新物种可能面临灭绝威胁。相反，他说，“它告诉我们急诊室中哪些物种风险最高”，并识别出那些可能比以前认为的更处于迫在眉睫的危险之中的物种。
从保护管理的角度来看，“他们的工作可能具有重大影响，但我们需要探索其对真实物种的影响，” 国际保护组织的资深主管桑迪·安德尔曼指出。她最近与墨尔本合作，测试他的实验室结果是否可以推广到现实世界。他们计划将新模型应用于非人类灵长类动物和非洲象等物种，这些物种拥有大量的种群数据。
最终，科学家们将检查各种种群——从受威胁物种到极度濒危物种——以探索该模型的全部含义。目前有16,000种动植物物种受到灭绝威胁，全球生物多样性的风险再高不过了。
注：本文最初以“随机挑战”为标题印刷。