EKOLOGIA

472 B

Wykład 12

EKOLOGIA GATUNKU:

POPULACJA

OGÓLNA

Dynamika liczebności myszy leśnych i nornic rudych

w Białowieskim Parku Narodowym (1971-2000)

Wieloletnia dynamika populacji obu gatunków gryzoni

i lata nasienne dębu i grabu

myszy,
nornice

norniki

MOśLIWE INTERPRETACJE

ZMIAN LICZEBNOŚCI POPULACJI

NIEZALEśNE

OD ZAGĘSZCZENIA

ZALEśNE

OD ZAGĘSZCZENIA

Andrewartha & Birch 1954

Lack 1954

Mechanizmy niezależne od

zagęszczenia

• brak zasobów (np. pokarmu)

• brak dostępu do zasobów

• brak czasu

» Andrewartha & Birch 1954

Mechanizmy zależne od

zagęszczenia

(„regulacja populacji”)

np. model logistyczny

dN/dt = rN(1- N/K)

DZIAŁANIE CZYNNIKÓW
ZALEśNYCH I NIEZALEśNYCH
OD ZAGĘSZCZENIA

tempo rozrodu > śmiertelności
(= wzrost wykładniczy)

tempo rozrodu < śmiertelności
(= spadek wykładniczy)

tempo rozrodu , śmiertelności
z zagęszczeniem (= równowaga)

efekt Allee’ego
(= równowaga lub spadek)

zagęszczenie

czas

Zmiany liczebności
populacji kosa

Zależność zmiany liczebności
od liczebności w danym roku

Samoprzerzedzenie w plantacji drzew

(monokultura sosnowa)

SAMOPRZERZEDZENIE

V = średnia masa
osobników

n = zagęszczenie

TERYTORIALIZM

CHAOS DETERMINISTYCZNY W POPULACJI

Model logistyczny

równanie ró

ż

niczkowe, czas ci

ą

gły:

dN/dt = rN(1-N/K)

(rozwi

ą

zania analityczne - całkowanie)

równanie ró

ż

nicowe, czas dyskretny:

N

t+1

= N

t

+

∆

N = N

t

+ rN

t

(1-N

t

/K)

(symulacja numeryczna, rekurencja)

CHAOS DETERMINISTYCZNY W POPULACJI

N

t+1

= N

t

+

∆

N = N

t

+ rN

t

(1-N

t

/K)

r=0.8

r=1.8

r=2.3

r=2.8

TYPOWY CYKL POPULACYJNY

NORNIKÓW

(Białowieski Park Narodowy)

„KLASYCZNY” CYKL POPULACYJNY

ZAJĄCA I RYSIA W KANADZIE

(MacLulich 1937)

EKSPERYMENT

GAUSEGO

Populacje osobno

Konkurencyjne wypieranie

Koegzystencja

Równanie logistyczne

dn
dt

= rn (1-n/K)

K

n

t

n

0

STABILIZUJĄCY WPŁYW

ZMIENNOŚCI

INDYWIDUALNEJ

MODEL ŁOMNICKIEGO

Trzy sposoby przedstawienia
rozkładu zmiennej:
gęstość, dystrybuanta i ogiwa

ranga

x = ranga osobnika
y(x) = zagospodarowane zasoby
m = minimalna wartość y(x),
niezbędna do przetrwania

jeżeli y(x)<m osobnik o randze
x ginie nie wydając potomstwa

K osobników bierze y(x)>=m

nadmiar g(x) = y(x)-m
zamienią na potomstwo

K

N

t+1

= h

Σ

g(x)

x=1

PRZY RÓWNYM
PODZIALE
ZASOBÓW
ALBO WSZYSTKIE
PRZEśYWAJĄ,
ALBO WSZYSTKIE
(W KOŃCU) GINĄ

Wniosek z modelu
Łomnickiego:

NIERÓWNY
PODZIAŁ
ZASOBÓW
SPRZYJA
STABILNOŚCI
POPULACJI

Szkodliwy wpływ
inbredu N<50 ?

Najmniejsza populacja
odporna na utratę alleli
neutralnych przez dryf
N=10

5

?

Najmniejsza populacja
ż

ywotna: N=500?

WARUNKI PRZETRWANIA POPULACJI

EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI:

tylko osobniki rzeczywiście biorące udział w rozrodzie

Tempo wymierania małych populacji ptaków na wyspach

w zależności od wielkości populacji

WYKŁADNICZY WZROST

LICZEBNOŚCI

POPULACJI LUDZKIEJ

Paul Ehrlich

„HUMAN FOOTPRINT”

STARZENIE

SIĘ

POPULACJI

LUDZKIEJ

UDZIAŁ OSÓB W WIEKU>59 LAT

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

0

6

12

18

24

30

36

42

48

54

60

66

72

78

84

M

ęż

czy

ź

ni

Kobiety

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

55,00

19

50

19

54

19

58

19

62

19

66

19

70

19

74

19

78

19

82

19

86

19

90

19

94

19

98

20

02

20

06

M

ęż

czy

ź

ni

Kobiety

OCZEKIWANE DALSZE TRWANIE śYCIA DLA 30-LATKÓW

(GUS 2007)

16000

16500

17000

17500

18000

18500

19000

19500

20000

2002a

2005

2010

2015

2020

2025

2030

M

ęż

czy

ź

ni

Kobiety

38219 tys.

35693 tys.

PROGNOZA LICZBY LUDNOŚCI W POLSCE (GUS 2007)

DEMOGRAFIA

a

HISTORIA śYCIOWA

Tabela przeżywania i reprodukcji

0.175

0.5

1

100

0.35

5

0.25

0.5

1

30

0.5

4

R

0

=1.0

Σ

0.275

0.5

1

9.1

0.55

3

0.3

0.5

1

8.3

0.6

2

0

0

0

20

0.75

1

0

0

0

25

1

0

m

x

l

x

m

x

f

x

q

x (%)

l

x

x

DEMOGRAFIA

Typy krzywych
przeżywania

Tempo śmiertelności

Wartość reprodukcyjna

HISTORIA

ś

YCIOWA („life history”)

i STRATEGIE EWOLUCYJNE

czas życia

WZROST I
ROZWÓJ

ROZRÓD

PRZEŁĄCZENIE

masa
ciała

od 10

-13

do

10

8

g

od 10

2

do 10

10

sekund

0.175

0.5

1

100

0.35

5

0.25

0.5

1

30

0.5

4

R

0

=1.0

Σ

0.275

0.5

1

9.1

0.55

3

0.3

0.5

1

8.3

0.6

2

0

0

0

20

0.75

1

0

0

0

25

1

0

m

x

l

x

m

x

f

x

q

x (%)

l

x

x

W tabeli życia są klasy wieku z f

x

= 0,

ale zawsze q

x

> 0 !

Weiner 1992

Weiner 1992

POKARM
„OBJĘTOŚCIOWY”
NISKOSTRAWNY
OBFICIE DOSTĘPNY

POKARM
SKONCENTROWANY
ŁATWOPRZYSWAJALNY
TRUDNY DO ZDOBYCIA

Weiner 1992

Jak dzięcioł czarny rozwiązał
dylemat:
być dużym czy szybko rosnąć?

Corymbia rubra

Corymbia rubra