Plik odporność na czynniki środowiskowe są to czynniki, które jako całość ograniczają wzrost naturalnej populacji. Mogą one zależeć od gęstości zaludnienia, takiej jak konkurencja, drapieżnictwo, pasożytnictwo lub jakość środowiska. Mogą być również niezależne od gęstości, takich jak katastrofy lub sezonowość pogody..
W przypadku braku środowiskowych czynników regulacyjnych każda naturalna populacja rosłaby wykładniczo zgodnie z jej potencjałem biotycznym. Jednak skutki odporności środowiskowej ograniczają wzrost populacji, osiągając równowagę.
Różne interakcje między czynnikami, które wywierają odporność środowiskową na wzrost populacji, generują wysoce zmienną dynamikę populacji.
Populacje na ogół osiągają dynamiczną równowagę, która jest graficznie przedstawiana na krzywych oscylujących wokół wartości równowagi..
Indeks artykułów
Najprostszy model dynamiki populacji zakłada, że w optymalnych warunkach środowiskowych liczba osobników rośnie zgodnie z potencjałem biotycznym populacji..
To znaczy tempo wzrostu na osobę (r) jest zawsze taka sama, niezależnie od wielkości populacji. W tych przesłankach wzrost populacji byłby wykładniczy.
W naturze populacje mogą rosnąć wykładniczo w początkowej fazie, ale nie mogą w nieskończoność utrzymywać tej dynamiki. Istnieją czynniki, które ograniczają lub regulują wzrost tej populacji. Suma tych czynników jest nazywana odpornością środowiskową.
Czynniki, które wywierają odporność środowiskową, zmniejszają tempo wzrostu na osobę w miarę jak populacja zbliża się do swojego optymalnego rozmiaru, lepiej znanego jako nośność.
Ta dynamika generuje logistyczny wzrost, który generalnie osiąga dynamiczną równowagę, ze stabilnymi okresowymi wahaniami wokół nośności (K).
Kiedy czynniki generujące odporność środowiskową są niezależne od gęstości osobników, mówi się, że są gęsto niezależne..
Niektóre czynniki niezależne od gęstości mogą występować okresowo wraz z porami roku, takie jak pożar, susza, powódź lub mróz. Te ingerują w regulację wielkości populacji.
Tworząc powtarzające się rok po roku, wywierają stałą presję selekcyjną, która niekiedy generuje u osobników specyficzne przystosowania, które pozwalają im na zwiększenie sprawności i przetrwanie rok po roku, pomimo swojego regulacyjnego działania..
Inne losowe efekty niezależne od gęstości, takie jak ekstremalne zmiany klimatyczne, erupcje wulkanów i inne klęski żywiołowe, mogą powodować nieregularne zmiany w populacjach. Nie mogą utrzymać wielkości populacji na stałym poziomie lub w punkcie równowagi.
Jeśli czynniki regulujące wzrost populacji zależą od gęstości osobników, to nazywa się je zależnymi od gęstości. Czynniki te mogą być abiotyczne lub biotyczne.
Abiotyczne gęsto zależne czynniki odporności środowiskowej to te, które występują, gdy wzrost liczebności populacji zmienia warunki fizykochemiczne siedliska..
Na przykład wysoka gęstość zaludnienia może generować nagromadzenie szkodliwych odpadów, które zmniejszają przeżywalność lub współczynnik reprodukcji osobników..
Czynniki biotyczne to te, które wynikają z interakcji między osobnikami jednego gatunku lub różnych gatunków. Na przykład konkurencja, drapieżnictwo i pasożytnictwo.
Konkurencja ma miejsce, gdy podstawowe zasoby wykorzystywane przez osobniki tego samego lub różnych gatunków są ograniczone. Ograniczającymi zasobami mogą być między innymi składniki odżywcze, woda, terytorium, schronienia przed drapieżnikami, osobniki płci przeciwnej, światło..
Wraz ze wzrostem populacji zmniejsza się dostępność na osobę zasobów, zmniejszając w ten sposób tempo reprodukcji osobników i tempo wzrostu populacji. Mechanizm ten generuje dynamikę wzrostu logistycznego.
Drapieżnictwo to rodzaj interakcji między gatunkami, w której osobnik jednego gatunku (drapieżnik) poluje na osobnika innego gatunku (ofiarę), aby skonsumować go na pożywienie. W tego typu interakcji gęstość każdej populacji wywiera wpływ na drugą.
Wraz ze wzrostem populacji zdobyczy, populacja drapieżnika rośnie ze względu na dostępność pożywienia. Jednak wraz ze wzrostem zagęszczenia drapieżników populacja ofiar maleje z powodu wzrostu presji drapieżników..
Ten rodzaj interakcji generuje krzywe wzrostu populacji, których równowaga jest dynamiczna. W zakresie nośności nie osiąga się statycznej wielkości populacji, ale populacje stale oscylują wokół tej wartości.
Pasożytnictwo to interakcja, w wyniku której osobnik jednego gatunku (pasożyt) czerpie korzyści z osobników innego gatunku (żywiciela), powodując zmniejszenie ich prawdopodobieństwa przeżycia lub reprodukcji. W tym sensie jest również traktowany jako mechanizm regulacji populacji.
Interakcja między pasożytami a żywicielami może generować dynamikę podobną do tej, jaką mają drapieżniki i ofiary. Jednak różnorodność typów interakcji pasożyt-żywiciel w przyrodzie jest nieskończona, dlatego można również wygenerować bardziej złożoną dynamikę..
W naturze zależne i niezależne efekty gęstości oddziałują na regulację populacji, tworząc wielką różnorodność wzorców.
Populację można utrzymać blisko nośności ze względu na czynniki zależne od gęstości i ostatecznie doświadczyć gwałtownego spadku w wyniku katastrofy naturalnej niezależnej od gęstości..
Kiedy inokulum bakterii wysiewa się w pożywce hodowlanej, można zaobserwować krzywą wzrostu z czterema fazami. Na tej krzywej można wyraźnie docenić początkowy wykładniczy wzrost i wpływ regulacji środowiskowych..
Początkowo uwidacznia się faza stacjonarna, aw końcu efekt spadku liczebności populacji.
Podczas pierwszej fazy adaptacji bakterie nie rozmnażają się, lecz syntetyzują RNA, enzymy i inne cząsteczki. W tej fazie nie obserwuje się wzrostu populacji.
W następnej fazie następuje podział komórkowy. Bakterie rozmnażają się przez fuzję binarną, jedna komórka dzieli się na dwie komórki potomne.
Mechanizm ten generuje wykładniczy wzrost, w którym wielkość populacji podwaja się w każdym kolejnym okresie. Jednak ta faza nie może trwać w nieskończoność, ponieważ składniki odżywcze w środowisku zaczynają się ograniczać..
Trzecia faza krzywej jest stacjonarna. Zmniejszenie ilości składników odżywczych i nagromadzenie toksyn prowadzi do zmniejszenia tempa wzrostu populacji, aż do osiągnięcia stałej wartości liczby bakterii. W tym momencie tempo produkcji nowych bakterii jest równoważone przez tempo ich śmierci..
W końcowej fazie krzywej następuje gwałtowny spadek liczby bakterii. Dzieje się tak, gdy wszystkie składniki odżywcze w pożywce zostaną wyczerpane, a bakterie umrą..
Typowym przykładem regulacji populacji między populacjami drapieżników i ofiar jest ryś i zając. Spadek liczebności populacji zajęcy powoduje spadek liczebności rysi.
Mniejsza liczba rysi zmniejsza presję drapieżniczą zajęcy, co z kolei powoduje wzrost liczby rysi.
Należy wziąć pod uwagę, że dynamika populacji zajęcy zależy również od dostępności dla nich pożywienia..
Ciekawe studium przypadku dotyczy lemingów na Grenlandii. Populację tych ssaków regulują cztery gatunki drapieżne: sowa, lis, gatunek ptaka i gronostaj (Mustela erminea).
Pierwsze trzy to drapieżniki oportunistyczne, które żywią się lemingami tylko wtedy, gdy są obfite. Podczas gdy gronostaj żywi się wyłącznie lemingami.
Ta interakcja między różnymi czynnikami regulacyjnymi powoduje okresowe oscylacje wzrostu populacji, które generują czteroletnie cykle u lemingów. Tę dynamikę można wyjaśnić w następujący sposób.
Kiedy lemingi są w małej populacji, polują na nie tylko gronostaje. Mając stosunkowo niską presję drapieżniczą, szybko zwiększa swoją populację.
Wraz ze wzrostem populacji lemingów oportunistyczne drapieżniki zaczynają na nie częściej polować. Z drugiej strony gronostaje również zwiększają swoją populację, ponieważ występuje większa dostępność pożywienia. Taka sytuacja generuje zależne od gęstości ograniczenie populacji lemingów..
Wzrost liczebności gatunków drapieżnych i liczebności ich populacji generuje bardzo silną presję drapieżniczą na lemingi, powodując gwałtowny spadek liczebności populacji..
Ten spadek ofiar znajduje odzwierciedlenie w zmniejszeniu się liczebności populacji gronostajów w następnym roku, w wyniku spadku pożywienia, rozpoczynającego nowy cykl..
Potencjał biotyczny to maksymalna zdolność wzrostu populacji naturalnej w optymalnych warunkach środowiskowych..
Na przykład, gdy jest pod dostatkiem pożywienia, warunki środowiskowe takie jak wilgotność, pH i temperatura są sprzyjające, a ich osobniki nie są narażone na drapieżniki ani choroby..
O tej charakterystyce populacji decyduje zdolność reprodukcyjna osobników (głównie samic), to znaczy liczba potomstwa, które jest w stanie wyprodukować przez całe życie, co zależy od wieku pierwszego rozrodu, liczby potomstwa w każdym zdarzeniu reprodukcyjnym oraz częstotliwość i ilość tych wydarzeń.
Potencjał biotyczny populacji jest ograniczony odpornością środowiskową. Interakcja między obiema koncepcjami generuje nośność.
Jeszcze bez komentarzy