EKOLÓGIA POPULÁCIE: PARAMETRE, METODIKA, PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2025

Populačná ekológia alebo demoecología je štúdium ľudí a ich vzťah k životnému prostrediu. Jeho cieľom je charakterizovať populáciu z hľadiska narodenia, úmrtnosti, imigrácie a emigrácie, okrem definovania parametrov populácie, ako sú hustota, priestorové rozloženie a vekové rozdelenie jednotlivcov.

Populácia je definovaná ako skupina jednotlivcov patriacich k druhu, ktorí žijú súčasne v spoločnej oblasti. Členovia populácie používajú rovnaké zdroje a vzájomne pôsobia. Hranice populácie môžu byť prirodzené (napríklad ryby v jazere) alebo môžu byť definované výskumníkom.

Zdroj: pixabay.com

Výskum v populačnej ekológii môže zahŕňať laboratórnu prácu, prácu v teréne a uplatňovanie matematických a štatistických modelov na študijnú skupinu.

Čo študuješ?

Ekológia populácie sa dá odlíšiť od iných podobných vedeckých štúdií - napríklad štúdia krajiny a ekosystémov - podľa rozsahu a zamerania disciplíny. Hlavným predmetom štúdie je skupina organizmov, ktoré sú príbuzné z taxonomického alebo funkčného hľadiska.

Koncept populačnej ekológie sa snaží odpovedať na otázky týkajúce sa environmentálnej nosnosti, optimálnej veľkosti populácie, príčin a mechanizmov, ktorými sa veľkosť zvyšuje, ako je napríklad distribúcia populácií.

Podobne sa táto skupina poznatkov snaží porozumieť vnútrodruhovým ekologickým vzťahom, nazývať to konkurenciou alebo vzájomným vzťahom medzi jedincami patriacimi k tomu istému druhu a medzidruhovými vzťahmi, ako sú predátorské a koevolučné procesy.

Populačný koncept

Balenie vlkov.

Keď hovoríme o populačnej ekológii, je potrebné definovať, čo je to populácia. V tejto súvislosti je populácia definovaná ako skupina organizmov so schopnosťou rozmnožovania sa, ktoré sa zároveň nachádzajú v spoločnej priestorovej oblasti (tj sú sympatické). Tento koncept je synonymom biologickej populácie.

Títo jednotlivci tvoria funkčnú jednotku, v ktorej interagujú navzájom a môžu sa rozmnožovať. Všimnite si, že koncepcia miestnej populácie sa líši od koncepcie druhu a populácie druhu. V týchto prípadoch je pojem populácie vopred definovaný výskumným pracovníkom a môže sa stať svojvoľným.

Populácie sa vyvíjajú prirodzeným výberom, ktorý pôsobí na dedičné variácie medzi jednotlivcami a mení frekvenciu rôznych charakteristík v priebehu času.

V posledných dvadsiatich rokoch sa dôraz z populačnej ekológie presunul na ekológiu „metapopulácií“.

Táto koncepcia, ktorú vyvinul Levins, zahŕňa „populácie obyvateľstva“ a podľa tejto vízie je každé miestne obyvateľstvo náchylné na vyhynutie, ale môže byť vyvážené imigračnými procesmi z iných populácií.

Parametre štúdie

Ekológia populácie sa zameriava na štúdium určitých vlastností skupiny, najmä rastu, prežitia a reprodukcie. Najdôležitejšie parametre sú:

Veľkosť a rast populácie

Rast populácie je určený kombináciou štyroch procesov: reprodukcie (sexuálnej alebo asexuálnej), úmrtnosti, imigrácie a emigrácie.

Jedným z meraní rastu populácie je vnútorná miera rastu populácie, označená písmenom r a je definovaná ako miera rastu na jednotlivca (alebo na obyvateľa) na jednotku času v populácii.

Ako už bolo uvedené, pojem populácia zahŕňa premenné, čas a priestor, takže veľkosť populácie a miery rastu sa počítajú pre konkrétny čas a priestorovú jednotku.

Existuje niekoľko modelov rastu populácie: exponenciálny a logistický. Prvý predstavuje populáciu v neobmedzenom prostredí a podľa modelu, ako sa populácia zvyšuje, rast je rýchlejší. Tento model sa však z dlhodobého hľadiska nemôže uplatniť na žiadnu populáciu.

Naopak, logistický model je realistickejší a zahŕňa pojem „nosnosť“ - maximálna veľkosť populácie, ktorú môže životné prostredie podporovať.

Hustota

Populácie sa dajú opísať z hľadiska ich hustoty a rozptylu. Hustota sa týka počtu jednotlivcov na plochu alebo objem - počet rastlín na meter štvorcový alebo počet baktérií na mililiter v skúmavke. Tento parameter je dynamický.

Hustota obyvateľstva môže byť regulovaná faktormi, ako sú miera pôrodnosti a úmrtnosti, ktoré spomaľujú rast populácie a stabilizujú ju blízko svojej únosnosti.

rozptyl

Disperzia je priestorový model, ktorý populácia sleduje a môže sa podstatne meniť v závislosti od miestnej hustoty a ekologických charakteristík životného prostredia. Je logické si myslieť, že najvhodnejšie regióny pre určitý druh budú vo väčšej miere obývané.

Podobne aj živočíšne sociálne interakcie môžu ovplyvniť rozptyl populácie.

Zoskupovanie jednotlivcov v určitých oblastiach je najbežnejším modelom rozptylu. Napríklad obojživelníci trávia väčšinu času pod kameňmi, pretože poskytujú vlhšie prostredie ako oblasti vystavené slnku, čím sa vyhýbajú vysušovaniu.

V nepravdepodobnom prípade, že podmienky prostredia sú homogénne, bude distribúcia jednotlivcov náhodná.

Rovnomerný rozptyl nie je obvyklý a ak sa pozoruje, môže to byť dôsledok interakcií medzi jednotlivcami. Niektoré rastliny môžu produkovať chemikálie, ktoré inhibujú klíčenie svojich spoločníkov v blízkych oblastiach alebo v prípade teritoriálnych zvierat, môžu odcudziť iných jednotlivcov.

metodológie

Ekológia populácie integruje vývoj teórie, laboratórne práce a práce v teréne.

S modernizáciou disciplíny a príchodom počítačov schopných vykonávať dôležitú štatistickú prácu však existuje obrovské množstvo údajov, ktoré môžu populační ekológovia použiť bez potreby terénnej práce.

Poznatky o počte jednotlivcov, ktorí tvoria populáciu (táto hodnota sa nazýva „veľkosť populácie“), a ich distribúcia sú niektoré z hlavných cieľov ekológie populácie a dajú sa odhadnúť podľa rôznych metodík.

Najbežnejšie používané techniky na odhad parametrov relevantných v populačnej ekológii budú opísané nižšie:

Veľkosť populácie

Prvým prístupom - a najintuitívnejším - je priamy počet jednotlivcov. Táto technika sa dá použiť na malé populácie, kde počítanie zaručuje presnú hodnotu.

Napríklad, ak chcete študovať počet domácich psov v regióne, počet hviezdic v plytkej oblasti alebo počet miestnych univerzitných študentov.

Ak je však výskumný cieľ väčšia skupina, priame počítanie nie je uskutočniteľnou alternatívou.

V týchto prípadoch sa vykonáva nepriamy počet obyvateľov. Ak je distribúcia študovaného organizmu veľmi široká, organizmy sa môžu spočítať v ohraničenej oblasti a potom extrapolovať na skutočnú oblasť.

Počet jedincov možno tiež odhadnúť nepriamo na základe dôkazov, ako sú hniezda, nory alebo vzorky stolice.

Nakoniec je možné použiť metódu odchytu a odchytu, ktorá sa široko používa na štúdium populácií zvierat. Prvým krokom je odchyt zvierat, označenie zvierat a ich vypustenie. Potom sa znova zachytia a veľkosť sa odhaduje vo vzťahu k jednotlivcom, ktorí boli zajatí a označení.

Štruktúra obyvateľstva

Populačné štúdie sa snažia okrem iného charakterizovať populáciu z hľadiska pohlavia, štádia vývinu jednotlivca, reprodukčného štádia.

Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné poznať približný vek organizmu. V prípade cicavcov je možné pozorovať opotrebenie v zuboch, v iných skupinách zvierat to možno odvodiť zo stavu štruktúr, ako sú rohy alebo perie.

V rastlinnej ríši sa rastové krúžky môžu počítať na kmeni stromov. Existujú aj techniky molekulárnej biológie, ktoré umožňujú odhadnúť vek organizmov.

Príklad skutočného vyšetrovania

V roku 1996 Trajano skúmal populačnú ekológiu bežného upíra Desmodus rotundus (Chiroptera). Prostredníctvom experimentov na zachytenie a znovuzískanie bol schopný dospieť k záveru, že veľkosť kolónie sa mení mesačne, čo naznačuje, že netopiere sa často pohybujú z jaskyne do jaskyne.

Podľa tejto štúdie je netopier schopný migrovať do teplejších oblastí, keď to klíma vyžaduje. Minimálna hustota obyvateľstva bola 3,5 jednotlivca na štvorcový kilometer.

Autor: Ltshears, z Wikimedia Commons

aplikácia

Znalosť ekológie populácie je nevyhnutná pre biológov zaoberajúcich sa ochranou prírody a zdrojov. Na riešenie problémov súvisiacich so zachovaním biodiverzity je potrebné mať k dispozícii presné informácie o populačnej ekológii študijnej skupiny.

Napríklad, ak chcete študovať, aké sú dôvody, prečo počet obojživelníkov na celom svete klesá, alebo ak introdukcia cudzieho druhu nejakým spôsobom ovplyvňuje miestny druh, je potrebné mať údaje o populačnej ekológii. ,

Referencie

1. Hannan, MT, a Freeman, J. (1977). Populačná ekológia organizácií. American Journal of Soclogy, 82 (5), 929-964.
2. Parga, ME a Romero, RC (2013). Ekológia: vplyv súčasných problémov životného prostredia na zdravie a životné prostredie. Ekologické vydania.
3. Reece, JB, Urry, LA, Kain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV a Jackson, RB (2014). Campbell Biology. Pearson.
4. Rockwood, LL (2015). Úvod do populačnej ekológie. John Wiley a synovia.
5. Trajano, E. (1996). Pohyby netopierov jaskyne v juhovýchodnej Brazílii s dôrazom na populačnú ekológiu netopiera obyčajného Desmodus rotundus (Chiroptera). Biotropica 28 (1), 121-129.