ODOLNOSŤ VOČI ŽIVOTNÉMU PROSTREDIU: FAKTORY A PRÍKLADY - PROSTREDIE - 2026

Odpor životného prostredia sú faktory, ktoré spoločne obmedzujú rast prirodzenej populácie. Tieto môžu závisieť od hustoty obyvateľstva, ako je konkurencia, predátorstvo, parazitizmus alebo kvalita životného prostredia. Môžu byť tiež nezávislé od hustoty, ako sú katastrofy alebo sezónnosť počasia.

Pri absencii environmentálnych regulačných faktorov by každá prírodná populácia rástla exponenciálne podľa svojho biotického potenciálu. Účinky odolnosti voči životnému prostrediu však obmedzujú rast populácie a dosahujú rovnováhu.

predácie Faktor odolnosti voči životnému prostrediu závislý od hustoty. Autor: www.flirck.com

Rôzne interakcie medzi faktormi, ktoré vyvolávajú environmentálnu odolnosť v populačnom raste, vytvárajú veľmi variabilnú dynamiku populácie.

Populácie vo všeobecnosti dosahujú dynamickú rovnováhu, ktorá je graficky znázornená v krivkách, ktoré oscilujú okolo rovnovážnej hodnoty.

Čo je odolnosť voči životnému prostrediu?

Najjednoduchší model dynamiky populácie predpokladá, že za optimálnych podmienok prostredia sa počet jedincov zvyšuje podľa biotického potenciálu populácie.

Inými slovami, miera rastu na obyvateľa (r) je vždy rovnaká bez ohľadu na veľkosť populácie. V týchto priestoroch by bol rast populácie exponenciálny.

V prírode môžu populácie exponenciálne rásť v počiatočnej fáze, ale nemôžu si túto dynamiku udržať nekonečne. Existujú faktory, ktoré obmedzujú alebo regulujú rast tejto populácie. Súčet týchto faktorov je známy ako environmentálna odolnosť.

Faktory, ktoré uplatňujú environmentálnu odolnosť, znižujú rýchlosť rastu na obyvateľa, keď sa populácia približuje k svojej optimálnej veľkosti, známejšej ako únosnosť.

Táto dynamika vytvára logistický rast, ktorý vo všeobecnosti dosahuje dynamickú rovnováhu so stabilnými periodickými fluktuáciami okolo nosnosti (K).

Faktory odolnosti voči životnému prostrediu

-Densoindependent

Keď sú faktory, ktoré vytvárajú odolnosť voči životnému prostrediu, nezávislé od hustoty jednotlivcov, hovorí sa o nich, že sú nezávislé od hustoty.

V závislosti od ročného obdobia sa môžu vyskytnúť niektoré faktory, ktoré sú nezávislé od hustoty, napríklad oheň, sucho, povodeň alebo mráz. Tieto zasahujú do regulácie veľkosti obyvateľstva.

Vytvárajú sa opakovane rok po roku a vyvíjajú stály selektívny tlak, ktorý občas spôsobil špecifické úpravy u jednotlivcov, ktoré im umožnili zvýšiť svoju kondíciu a prežiť rok čo rok napriek regulačnému účinku.

Ďalšie náhodné účinky závislé od hustoty, ako sú extrémne zmeny podnebia, sopečné erupcie a ďalšie prírodné katastrofy, môžu spôsobiť nepravidelné zmeny v populácii. Nedokážu udržať veľkosť populácie na konštantnej úrovni alebo v rovnovážnom bode.

-Densodependent

Ak faktory, ktoré regulujú rast populácie, závisia od hustoty jednotlivcov, potom sa nazývajú závislé od hustoty. Tieto faktory môžu byť abiotické alebo biotické.

Abiotické faktory

Abiotické husté závislé faktory environmentálnej rezistencie sú tie, ktoré sa vyskytujú, keď zvýšenie veľkosti populácie zmení fyzikálno-chemické podmienky biotopu.

Napríklad vysoká hustota obyvateľstva môže spôsobiť hromadenie škodlivých odpadov, ktoré znižujú prežitie alebo mieru reprodukcie jednotlivcov.

Biotické faktory

Biotické faktory sú tie, ktoré sú výsledkom interakcie medzi jedincami druhu alebo iného druhu. Napríklad súťaž, predátorstvo a parazitizmus.

súťaž

Konkurencia nastáva, keď sú obmedzené životne dôležité zdroje používané jedincami toho istého alebo iného druhu. Niektoré obmedzujúce zdroje môžu byť okrem iného živiny, voda, územie, prístrešky pred predátormi, osoby opačného pohlavia, svetlo.

S rastúcou populáciou klesá dostupnosť zdrojov na obyvateľa, čím sa znižuje miera reprodukcie jednotlivcov a miera rastu populácie. Tento mechanizmus vytvára dynamiku logistického rastu.

predácie

Predácia je druh interakcie medzi druhmi, pri ktorých jedinec jedného druhu (dravec) loví jedinca iného druhu (koristi), aby ho skonzumoval na účely výživy. Pri tomto type interakcie má hustota každej populácie reguláciu druhej.

Ako korisť zväčšuje svoju populáciu, počet dravcov sa zvyšuje kvôli dostupnosti potravy. Ale so zvyšujúcou sa hustotou dravcov populácia koristi klesá v dôsledku nárastu tlaku predátora.

Tento typ interakcie generuje krivky rastu populácie, ktorých rovnováha je dynamická. V nosnosti nie je dosiahnutá statická veľkosť populácie, ale populácie sa neustále pohybujú okolo tejto hodnoty.

príživníctva

Parazitizmus je interakcia, prostredníctvom ktorej jednotlivec jedného druhu (parazit) ťaží z jedincov iného druhu (hostiteľa), čo vedie k zníženiu pravdepodobnosti prežitia alebo reprodukcie. V tomto zmysle sa tiež považuje za mechanizmus regulácie populácie.

Interakcia medzi parazitmi a hostiteľmi môže vytvárať dynamiku podobnú dynamike predátorov a koristi. Avšak rozmanitosť typov interakcií parazit-hostiteľ v prírode je nekonečná, preto je možné generovať aj zložitejšiu dynamiku.

-Interactions

V prírode závislé a nezávislé účinky hustoty interagujú s reguláciou populácií, čo vedie k veľkej rozmanitosti vzorcov.

Populácia môže byť udržiavaná blízko nosnej kapacity pomocou faktorov závislých od hustoty a nakoniec môže dôjsť k prudkému poklesu v dôsledku prírodnej katastrofy nezávislej na hustote.

Príklady

Bakteriálny rast

Keď sa očkovacie médium pre očkovanie naočkuje do kultivačného média, môže sa pozorovať rastová krivka so štyrmi fázami. V tejto krivke je možné jednoznačne oceniť počiatočný exponenciálny rast a účinok environmentálnej regulácie.

Stacionárna fáza je spočiatku zrejmá a nakoniec klesajúci účinok na veľkosť populácie.

Počas prvej adaptačnej fázy baktérie nereprodukujú, ale syntetizujú RNA, enzýmy a ďalšie molekuly. Počas tejto fázy sa nepozoruje žiadny rast populácie.

Krivka bakteriálneho rastu. Autor: M • Komorniczak -talk-Ilustrácia: Michał Komorniczak Tento súbor bol prepustený do Creative Commons 3.0. Atribúcia-ShareAlike (CC BY-SA 3.0) Ak na svojich webových stránkach alebo vo svojej publikácii použijete moje obrázky (originálne alebo upravené), mali by ste mi uviesť podrobnosti: Michał Komorniczak (Poľsko) alebo Michal Komorniczak (Poľsko). viac informácií, napíšte na moju e-mailovú adresu :, prostredníctvom Wikimedia Commons

V ďalšej fáze dôjde k deleniu buniek. Baktérie sa množia binárnou fúziou, jedna bunka sa delí na dve dcérske bunky.

Tento mechanizmus vytvára exponenciálny rast, pri ktorom sa veľkosť populácie zdvojnásobuje v každom nasledujúcom časovom období. Táto fáza však nemôže pokračovať nekonečne, pretože živiny v životnom prostredí sa začínajú obmedzovať.

Tretia fáza krivky je nehybná. Zníženie obsahu živín a akumulácia toxínov vedie k zníženiu rýchlosti rastu populácie až do dosiahnutia konštantnej hodnoty počtu baktérií. V tomto bode je miera produkcie nových baktérií vyvážená rýchlosťou bakteriálnej smrti.

V konečnej fáze krivky je prudký pokles počtu baktérií. K tomu dochádza, keď sú všetky živiny v kultivačnom médiu vyčerpané a baktérie odumrú.

Rys a zajace

Typickým príkladom regulácie populácie medzi populáciami dravcov a koristi je rys ostrovid a zajac. Zníženie počtu obyvateľov zajacov vedie k zníženiu počtu rysov.

Menší počet rysov znižuje predátorský tlak u zajacov a následne vedie k zvýšeniu počtu rysov.

Je dôležité vziať do úvahy, že populačná dynamika zajacov je sprostredkovaná aj dostupnosťou potravín pre nich.

Dynamika populácie generovaná environmentálnou reguláciou medzi rysmi (dravcami) a zajacami (korisťou). Autor: CNX OpenStax, prostredníctvom Wikimedia Commons

Lemmings

Zaujímavá prípadová štúdia sa vyskytuje v prípade Lemmings v Grónsku. Populácia týchto cicavcov je regulovaná štyrmi dravými druhmi: sova, líška, druh vtáka a hermelín (Mustela erminea).

Prví traja sú oportunistickí predátori, ktorí sa živia lemmingmi, iba ak sú hojní. Kým sa hermelín živí výlučne lemmingom.

Táto interakcia medzi rôznymi regulačnými faktormi vedie k pravidelným osciláciám v populačnom raste, ktoré vytvárajú štvorročné cykly v lemmingoch. Túto dynamiku možno vysvetliť nasledujúcim spôsobom.

Ak sú lemmings v malej populácii, sú koristi iba zátokami. Keďže má pomerne nízky predátorský tlak, rýchlo zvyšuje svoju populáciu.

S rastúcou populáciou lemmingsov ich začínajú loviť oportunistickí predátori častejšie. Na druhej strane, veľkosť populácie zvyšuje aj veľkosť populácie, pretože existuje väčšia dostupnosť potravín. Táto situácia vytvára na populácii lemmings limit závislý od hustoty.

Nárast počtu dravých druhov a veľkosti ich populácií vytvára veľmi silný predátorský tlak na lemmings, čo spôsobuje náhly pokles veľkosti populácie.

Tento pokles koristi sa odráža v znížení počtu obyvateľov v záhrade v nasledujúcom roku v dôsledku poklesu potravy, ktorá začína nový cyklus.

Rozdiel s biotickým potenciálom

Biotický potenciál je maximálna rastová kapacita prírodnej populácie, ktorá je vystavená optimálnym podmienkam prostredia.

Napríklad, keď je dostatok potravín, sú podmienky prostredia, vlhkosť, pH a teplota, priaznivé a ich jednotlivci nie sú vystavení predátorom alebo chorobám.

Teoretický vzťah medzi biotickým potenciálom, odolnosťou voči životnému prostrediu a nosnosťou. Upravené z: flickr.com/photos/internetarchivebookimages

Táto populačná charakteristika je určená reprodukčnou schopnosťou jednotlivcov (vo všeobecnosti samíc), to znamená, koľko potomkov je schopných produkovať počas svojho života, čo závisí od veku prvej reprodukcie, počtu deti pri každej reprodukčnej udalosti a o frekvencii a množstve týchto udalostí.

Biotický potenciál populácie je obmedzený odolnosťou voči životnému prostrediu. Interakcia medzi oboma koncepciami vytvára nosnosť.

Referencie

1. Prispievatelia Wikipedia. Bakteriálny rast. Wikipedia, The Encyclopedia, 2018. K dispozícii na adrese es.wikipedia.org.
2. Hasting, A. 1997. Biológia populácie: koncepty a modely. Springer. 244 pp.
3. Turchin, P. 1995. Kapitola 2: Regulácia populácie: Staré argumenty a nová syntéza. In: Cappuccino, N. & Price PW Populačná dynamika: nové prístupy a syntéza. Academic Press. Londýn, Spojené kráľovstvo.
4. Tyler Miller, Jr. a Scott E. Spoolman. 2009. Základy ekológie. 5 ^na úpravu. G. Tyler Miller, Jr. a Scott E. Spoolman. 560 pp.
5. Prispievatelia Wikipedia. (2018, 11. decembra). Biotický potenciál. Na Wikipédii, Encyklopédia zadarmo. Získané 16:17, 22. decembra 2018, z en.wikipedia.org.