Rata critică de fertilitate pentru evitarea extincției în condiții demografice fragile

Un studiu publicat în jurnalul PLOS ONE de o echipă de cercetători japonezi explorează în profunzime limita inferioară de fertilitate necesară pentru supraviețuirea unei populații în condiții demografice critice. Lucrarea abordează vulnerabilitatea populațiilor mici la extincție din cauza aleatoriului demografic și pune sub semnul întrebării valoarea convențională a fertilității de înlocuire, de 2,1 copii per femeie.
În ultimele decenii, rata totală a fertilității la nivel global a scăzut drastic, de la 5,3 în anii 1960 la 2,3 în 2023. Aproximativ două treimi din populația mondială trăiește în regiuni cu fertilitate sub nivelul de înlocuire (Replacement Level Fertility, RLF). În țările dezvoltate, acest fenomen este accentuat de costurile crescute asociate creșterii copiilor și de schimbările sociale și culturale.

Valorile actuale ale fertilității în țările G7 se situează semnificativ sub RLF (Italia – 1,29; Japonia – 1,30; Coreea de Sud – 0,87). Deși rata de 2,1 este acceptată ca suficientă pentru menținerea populației într-o societate cu mortalitate scăzută și raport între sexe echilibrat, această valoare presupune un sistem demografic idealizat și o populație suficient de mare pentru a nu fi afectată de fluctuații întâmplătoare.

Despre studiul actual

Autorii au construit un model matematic bazat pe procese de ramificare, utilizat frecvent în ecologie și matematică pentru a estima probabilitatea extincției unei linii genealogice. Au fost luate în considerare patru parametri fundamentali:

• Fertilitatea medie (b): Numărul mediu de copii născuți de o femeie, modelat cu distribuție Poisson.
• Raportul între sexe la naștere (r): Proporția de nou-născuți de sex masculin.
• Mortalitatea specifică pe sexe: Probabilitatea ca un copil (masculin sau feminin) să moară înainte de vârsta reproductivă.
• Extincția liniei genealogice: Definită ca imposibilitatea continuării generațiilor din cauza absenței unui sex într-o generație.

Modelul presupune generații non-supraclapante (nu se suprapun în timp) și nu include factori precum migrația sau selecția naturală. Pentru validarea concluziilor, au fost rulate simulări numerice în Python și au fost rezolvate analitic relații recurente.

Rezultate

Rezultatele au demonstrat că rata critică de fertilitate pentru evitarea extincției (b_c) este semnificativ mai mare decât 2,1. Chiar și în absența mortalității și cu un sex-ratio perfect echilibrat, b_c este de aproximativ 2,7. Acest prag critic este necesar pentru ca o populație să evite, cu un grad ridicat de certitudine, dispariția din cauza aleatoriului demografic.

Principalele constatări includ:

• Un raport între sexe favorabil femeilor reduce probabilitatea de extincție, în special în condiții de fertilitate scăzută.
• Populațiile cu fertilitate sub b_c dispar aproape invariabil în decurs de câteva generații (majoritatea în mai puțin de 10 generații).
• Populațiile mici sunt extrem de vulnerabile la extincție din cauza absenței unuia dintre sexe în generațiile următoare.
• Unele populații pot supraviețui aleatoriu, dar acestea sunt excepții rare, observate doar în 1–6% din simulări (10.000 de replicări).

Implicații și concluzii

Acest studiu contrazice ideea că o fertilitate de 2,1 este suficientă pentru stabilitatea populațională în orice context. În realitate, în populațiile mici sau izolate, aleatoriul demografic poate duce la extincție chiar și atunci când fertilitatea este teoretic „suficientă”.

De asemenea, cercetătorii oferă o posibilă interpretare adaptativă a raportului între sexe înclinat spre feminin în condiții de stres. Studiile anterioare au arătat că stresul psihologic, expunerea la poluanți, foametea sau dezastrele naturale pot duce la o creștere a probabilității nașterii de fete. Această tendință este observată nu doar la oameni, ci și la alte mamifere, sugerând un mecanism biologic de reglare adaptativă.

Implicațiile se extind și asupra conservării speciilor aflate în pericol, unde controlul raportului între sexe și creșterea fertilității medii ar putea deveni strategii esențiale pentru supraviețuire. În plus, fenomenul de extincție genealogică afectează și diversitatea culturală, lingvistică și genetică.

Concluzie

Studiul demonstrează că valoarea convențională de 2,1 copii per femeie este insuficientă pentru evitarea extincției în populații mici sau aflate sub presiuni demografice, subliniind nevoia de modele care să integreze aleatoriul demografic, raportul între sexe și mortalitatea specifică. Aceste rezultate oferă un cadru de analiză util nu doar pentru politica demografică a țărilor dezvoltate, dar și pentru strategiile de conservare a biodiversității.