Vai trò của sự biến đổi số lượng cá thể trong quần thể?

Trong điều kiện môi trường ổn định lí tưởng, một quần thể sẽ phát triển đến khi đạt mức chịu tải tối đa của môi trường. Lúc đó, tỉ lệ sinh trung bình ngang bằng với tỉ lệ chết trung bình và kích thước quần thể ổn định. Nhưng trên thực tế, các cá thể của một quần thể thường không sinh ra một số lượng con cháu trung bình mà có thể không sinh sản hoặc sinh sản nhiều (hay ít) hơn giá trị trung bình. Khi kích thước quần thể còn đủ lớn thì trị số trung bình sẽ cung cấp những chỉ số chính xác về những gì đang tiếp diễn trong quần thể. Nhưng khi kích thước quần thể giảm xuống dưới $50$ cá thể, sự khác nhau của mỗi cá thể về sức sống được thể hiện bằng tỉ lệ sinh và tỉ lệ chết sẽ bắt đầu gây ra sự dao động kích thước quần thể một cách ngẫu nhiên. Nếu kích thước quần thể dao động theo chiều đi xuống trong một năm nào đó do tỉ lệ chết cao hơn tỉ lệ sinh thấp hơn so với giá trị trung bình thì kết quả là quần thể bị thu nhỏ. Những dao động ngẫu nhiên theo chiều tăng kích thước quần thể thì cuối cùng sẽ bị giới hạn khả năng chịu tải của môi trường. Như vậy, khi một quần thể đang thu nhỏ lại do nơi cư trú bị phá hủy hay bị chia cắt thì sự biến đổi về số lượng trong quần thể như trên rất dễ làm cho quần thể bị tuyệt chủng. Khả năng bị tuyệt chủng sẽ cao hơn ở những loài có tỉ lệ sinh thấp vì chúng phải mất rất nhiều thời gian mới phục hồi được kích thước quần thể sau khi bị giảm xuống.
Khi các quần thể bị giảm xuống dưới mức nguy kịch thì tỉ lệ sinh cũng có khả năng giảm xuống vì không có sự tương ứng trong tỉ lệ giới tihs. Ví dụ, ba cây cuối cùng của một loài cúc hiếm (Hymenoxus acaulis varglabra) ở Mĩ đã không thể cho ra những hạt có khả năng nảy mần khi thụ phấn chéo, vì chúng đều thuộc cùng một dòng tự phối.
Ở nhiều loài động vật, các quần thể nhỏ thường không ổn định do cấu trúc xã hội bị phá vỡ khi quần thể giảm xuống đến mức độ nhất định. Ví dụ, các đàn động vật ăn cỏ hay các đàn chim có thể không có khả năng tìm kiếm thức ăn và tự bảo vệ khi số lượng cá thể trong quần thể bị giảm xuống đến mức nào đó. Những động vật săn bắt mồi theo bầy như sư tử, chó rừng, có thể phải cần có một số lượng cá thể nhất định thì ăn mồi mới hiệu quả. Rất nhiều quần thể động vật sống trong khu phân bố rộng (gấu, cá voi…) có thể sẽ không tìm được bạn đời khi mật độ quần thể quá thấp. Ở các loài thực vật, khi kích thước quần thể bị thu nhỏ thì khoảng cách giữa các cây tăng lên, như vậy sự thụ phấn nhờ sâu bọ sẽ giảm, dẫn đến sự kết hạt và số hạt cũng giảm. Nếu tổ hợp của những dao động ngẫu nhiên về tỉ lệ giới tính không tương xứng, sự suy giảm mật độ quần thể và sự rối loạn đến biến mất các tập tính xã hội thì kích thước quần thể sẽ không ổn định, từ đó dẫn đến sự tuyệt chủng cực bộ của loài.