Temat: Populacja

jako podstawowa

jednostka

ekologiczna.

POPULACJA

BIOLOGICZNA

Jest to zespół organizmów jednego

gatunku żyjących równocześnie w

określonym środowisku i wzajemnie na

siebie wpływających, zdolnych do

wydawania płodnego potomstwa.

Nie jest to jednak suma osobników

jednego gatunku, a zupełnie nowa całość.

Każda populacja spełnia

określone funkcje w biocenozie

,

w której występuje, a ponadto pozostaje w określonych

związkach z innymi populacjami tego samego gatunku;

jest formą istnienia gatunku biologicznego. Populacja

może się rozwijać tylko w granicach określonych przez

pojemność ekologiczną siedliska, na którą składają się

przestrzeń, kryjówki, pokarm. Inaczej mówiąc

każda

populacja zajmuje tę samą przestrzeń, która zapewnia

jej niezbędne warunki do życiowe oraz funkcje, jakie

spełnia w ekosystemie, czyli niszę ekologiczną. 

Miejsce, w którym żyje populacja danego gatunku,

nazywa się

siedliskiem

.

Natomiast

areał

osobniczy,

to obszar zajmowany przez

pojedynczego osobnika, na którym zaspokaja

wszystkie warunkujące życie czynności, związane m.in.

ze zdobywaniem pokarmu, rozrodem, opieką nad

potomstwem.

Suma areałów tworzy zasięg przestrzenny populacji.

 

 zwierzęta bronią swoich areałów

1

, nie

dopuszczając do ich zasiedlenia przez

inne osobniki; znane u ryb ,

powszechne u ptaków, stwierdzone

również u niektórych ssaków , a

niekiedy u bezkręgowców .

TERYTORIALIZM

1. Areał – zasięg występowania jednego gatunku lub zjawiska
przyrodniczego.



Wzrost ograniczony



Wzrost nieograniczony

Liczebność

to liczba osobników

składających się na populację. Tempo
wzrostu ilościowego populacji obrazują
dwie krzywe wzrostu.

Liczebność to liczba osobników składających się na

populację. W ścisłym związku z liczebnością pozostaje

zagęszczenie populacji, czyli liczba osobników

przypadająca na określoną jednostkę powierzchni lub

objętości, np. 500 sosen/ha, 5 mln okrzemek/m3, 2

dżdżownice/dm3. Liczebność i zagęszczenie zależą od

wielkości organizmów. Im organizmy większe, tym

populacja mniej liczna i mniej zagęszczona. 

Zagęszczenie populacji nie może być zbyt duże ze względu na

ograniczoną pojemność i wydolność środowiska (np.

pokarmową). 

Suma fizycznych i biologicznych czynników, które nie pozwalają

gatunkowi osiągnąć maksymalnej liczebności, nosi nazwę

oporu środowiska

. Opór środowiska można zmierzyć i wyrazić

liczbą osobników ubywających z populacji w jednostce czasu

.

Głównymi czynnikami mającymi wpływ na liczebność są

rozrodczość

i

śmiertelność

oraz

migracje

. 

Z szybkością (tempem) zmian populacji wiąże się szereg

istotnych cech populacji. Wskaźniki tempa uzyskuje się zawsze

przez podzielenie wielkości zmiany przez czas, w którym ona

zaszła. Tak więc

szybkość wzrostu populacji

, jest to liczba

osobników, o które zwiększa się populacja w jednostce czasu.

zagęszczenie = liczba
osobników/jednostka
przestrzeni

Krzywa esowata -

uzyskiwana przy

ograniczonym wzroście,

związana z istnieniem

czynników ograniczających

biotycznych i abiotycznych. 

Krzywa jotowata -
uzyskiwana przy wzroście
nieograniczonym (brak czynnika
ograniczającego); wówczas
liczba osobników stale wzrasta. 

KRZYWE WZROSTU

LICZEBNOŚCI

Nieregularne wahania liczebności populacji nazywamy

fluktuacjami

(oscylacjami). Są one efektem

oddziaływania czynników biotycznych, np.

drapieżników, pasożytów i abiotycznych, np. zmiany

klimatyczne (temperatura, wilgotność).

Przykładem oddziaływania czynników abiotycznych są

sezonowe zmiany zagęszczenia populacji w regionach

tropikalnych oraz arktycznych

. Fluktuacje w obszarach

tropikalnych często są związane z rozkładem opadów,

z kolei w strefie arktycznej ma to związek z

temperaturą. 

Przykładem oddziaływania czynników biotycznych jest

zmiana liczebności dwóch populacji – drapieżcy i jego

ofiary. Szczyt liczebności drapieżcy będzie na ogół

przesunięty w czasie w stosunku do szczytu liczebności

ofiary i nastąpi po szczycie liczebności ofiary. 

Fluktuacjom ulega liczebność każdej populacji.

to stosunek

liczby nowo urodzonych osobników

do

liczebności całej

populacji

.

Śmiertelność, proces przeciwstawny rozrodczości, dotyczy

umieralności osobników w populacji

. W miarę dokładny obraz

śmiertelności badanej populacji można uzyskać, przedstawiając

krzywą przeżywania.

Można wyróżnić

3 odrębne typy krzywych przeżywania

: 

- Krzywa I typu przedstawia sytuację, w której do pewnego wieku

śmiertelność osobników jest niewielka, a dopiero w późniejszym

wieku gwałtownie rośnie, charakterystyczna jest np. dla człowieka. 

-Liniowy przebieg krzywej przeżywania II typu wskazuje na

jednakowe prawdopodobieństwo śmierci, niezależne od wieku

osobników. Konsekwencją tego jest równomierny spadek

przeżywalności wraz z upływem czasu, taki rozkład śmiertelności

wykazują np. zgromadzone w glebie nasiona z wielu populacji roślin. 

-Krzywa III typu jest znamienna dla populacji, którą cechuje wysoka

śmiertelność w okresie młodocianym, a jednocześnie znaczna

przeżywalność osobników w wieku zaawansowanym, np. u ryb

morskich produkujących miliony jaj, z których zaledwie niewielka

część przeżywa i rozwija się w dorosłe osobniki. 

Rozrodczość

a. Krzywa I typu
b. Krzywa II typu 
c. Krzywa III typu

 Wzrost populacji
ludzi na Ziemi.

może być uwarunkowana przyczynami: 

- Środowiskowymi, np. brak pokarmu 

- Osobniczymi, np. starzenie się, brak

opieki nad potomstwem, sposobem

rozrodu 

- Populacyjnymi, np. przegęszczenie,

konkurencja, kanibalizm 

- Biocenotycznymi, np. drapieżnictwo,

pasożyty, organizmy

chorobotwórcze. 

Śmiertelność

to zdolność przemieszczania się osobników. Przyczynia

się to do zmian liczebności populacji, a zależy

głównie od istniejących barier w środowisku i

ruchliwości (aktywności życiowej) osobników. Istnieją

trzy formy rozprzestrzeniania: 

-

Emigracja

, tj. jednokierunkowy ruch osobników na

zewnątrz , opuszczanie populacji 

-

Imigracja

, tj. jednokierunkowy ruch do wewnątrz,

przybywanie nowych osobników spoza populacji 

-

Migracja

, tj. dwukierunkowy ruch, przemieszczanie

się osobników między populacjami. 

Rozprzestrzenianie

STRUKTURA

POPULACJI

W obrębie populacji obserwuje się

znaczne zróżnicowanie poszczególnych

osobników, co najpowszechniej

przejawia się w postaci struktury

wiekowej, płciowej, przestrzennej i

socjalnej. 

stanowi najprostszą formę struktury

demograficznej populacji. Jest ona

charakterystyczna dla

gatunków, które

wykazują dymorfizm płciowy

i obejmuje

zależności między liczbą samic a samców.

Przedstawia się je w postaci najmniejszych

liczb, np.

1:1,5

,

2:3

lub w formie

procentowej, tzn. sprowadzonej do sumy

osobników równej 100, np.

40:60

,

50:50

.

Skład wielu populacji znacznie odbiega od

oczekiwanej proporcji wynoszącej

50:50

.

STRUKTURA PŁCIOWA

określa

udział w populacji osobników różnych grup

wiekowych

(młodych, dojrzałych i starych

). Cecha

mająca wpływ na rozrodczość i śmiertelność

populacji.

Od udziału różnych grup wiekowych w populacji zależy

aktualny potencjał rozrodczy i przyszłe jej losy. W

zależności od wieku osobników wyróżnia się

populacje: 

*

Rozwijające się

, gdzie dominują osobniki młode, a

tym samym występuje wysoki przyrost naturalny i

szybki wzrost liczebności populacji. 

*

Ustabilizowane

, w których udział osobników młodych

i w średnim wieku jest duży, natomiast udział

osobników starych jest mały. 

*

Wygasające

, w których dominują osobniki stare. 

STRUKTURA WIEKOWA

PIRAMIDY WIEKOWE

populacji jest związana z

rozmieszczeniem

osobników populacji na danym obszarze

.

Wyróżnia się następujące typy rozmieszczenia

organizmów w terenie: 

*

Równomierne

(np. rośliny w sadzie, pingwiny

w kolonii), bardzo rzadkie w przyrodzie,

obserwuje się je w populacjach o ostrej

konkurencji wewnątrzgatunkowej. 

*

Losowe

,

przypadkowe

(np. niektóre gatunki

drzew wiatropylnych w lesie mieszanym), w

przyrodzie raczej rzadko spotykane. 

*

Skupiskowe

(np. mszyce, kolonie nietoperzy,

dęby), najczęściej obserwowane w przyrodzie. 

STRUKTURA
PRZESTRZENNA

Rozmieszczenie drzew w sadzie - równomierne

związki socjalne w obrębie populacji

, obejmuje różnorodne zależności

organizacyjne występujące w zorganizowanych społeczeństwach oraz te,

które zachodzą w przypadkowo powstających skupiskach organizmów,

np. u płazów w okresie rozrodu, u nietoperzy podczas noclegu.

Organizacja socjalna u kręgowców jest oparta na trzech zasadach: 

-

Zachowania terytorium

, 

-

Dominacji

, 

-

Przewodzenia

. 

W grupowym życiu kręgowców

(np. ssaków, ptaków) formę organizacji

stanowi

dominacja

lub

hierarchia socjalna

. Ustala się ona przez

bezpośrednie kontakty międzyosobnicze. W wyniku tych kontaktów

(niejednokrotnie walki) tworzy się pomiędzy osobnikami stosunek

nadrzędności i podrzędności.

Organizacja hierarchiczna wiąże się ściśle z terytorializmem.

Przewodnictwo polega kierowaniu stadem. Może ono należeć do jednego

osobnika (np. wilki) bądź większej grupy osobników (np. renifery).

Przewodnikiem może być samiec (np. pawiany) albo samica (słonie).

Związki socjalne między osobnikami w zgrupowaniach kręgowców są

oparte głównie na

odruchach warunkowych

,

wywołanych kontaktem z

innymi członkami stada

. Zachowanie osobników jest uwarunkowane

obecnością innych osobników i w przypadku zmian w składzie grupy może

ulegać zmianom. 

STRUKTURA SOCJALNA

Mechanizmy regulujące
liczebność populacji

Antagonistyczne

Nieantagonistyczne



Konkurencja

-

współzawodnictwo

między dwiema populacjami tego samego lub
innego gatunku, np. o niszę ekologiczną.



Pasożytnictwo

-

jeden organizm

czerpie korzyści ze współżycia, a drugi ponosi
szkody.



Drapieżnictwo –

jeden gatunek

organizmów, drapieżca, poluje na drugi, ofiarę,
zabija ją i zjada.



Roślinożerność –

odżywianie się

wyłącznie roślinami.



Allelopatia -

wzajemne oddziaływanie

roślin stymulujące lub hamujące, poprzez
różnorodne związki chemiczne wydzielane przez
żywe organizmy lub uwolnione podczas rozkładu
martwych szczątków,



Amensalizm -

wzrost jednej populacji

ulega zahamowaniu, a druga nie ponosi ani strat,
ani zysków.



Komensalizm -

Populacja A czerpie korzyści, ale nie w
ywiera wpływu na populację gospodar
zy B. Np. wiele chrząszczy i pająków
żyje w mrowiskach oraz termitierach.



Protokooperacja -

korzystna dla obu populacji, gdy
współżyją 
ze sobą, ale gdy nie współżyją- nie ma
żadnej szkody, np. krab pustelnik z
ukwiałem.



Mutualizm –

współżycie dla obu populacji jest konie
czne.

Przykład drapieżnictwa 

Przykład komensalizmu 

Przykład
protokooperacji 

 Przykład
konkurencji