STRUKTURA PRZESTRZENNA POPULACJI

* terytoria osobnicze (rewiry) – powierzchnie zajmowane i stale bądź okresowo bronione przez osobniki tworzące populację

* wielkość rewirów zależy od właściwości biologicznych gatunku, ukształtowania powierzchni terenu, warunków klimatycznych i wielu innych czynników

* część rewirów może się na siebie nakładać (ze względu na ograniczoną pojemność środowiska)

* areał przestrzenny populacji – zsumowana powierzchnia rewirów

* zasięg – obszar zajmowany przez gatunek, którego granice wyznaczają areały wszystkich populacji danego gatunku

* rozmieszczenie – specyficzny rozkład przestrzenny osobników w obrębie areału zajmowanego przez populację ROZMIESZCZENIE SKUPISKOWE

ROZMIESZCZENIE LOSOWE

ROZMIESZCZENIE RÓWNOMIERNE

* spotykane najczęściej w dojrzałych (w pełni ukształtowanych) ekosystemach

* występuje rzadziej niż skupiskowe

* jest rzadkością w przyrodzie

* zalety skupiskowości

- duża nieregularność występowania osobników (w

- odległości pomiędzy poszczególnymi

- ułatwienie w wyszukiwaniu pokarmu

niektórych częściach areału przestrzennego populacji

osobnikami populacji są mniej więcej równe

- ułatwienie w opiece nad potomstwem

nie ma ich wcale, w innych jest niewiele, czasem

* w warunkach naturalnych taką strukturę

- wzajemne ostrzeganie się przed niebezpieczeństwem

można natknąć się na spore skupiska)

przestrzenną najczęściej stwierdza się w

- solidna obrona

* liczne bezkręgowce (większość pająków, wijów oraz

siedliskach jednorodnych i tam, gdzie

~ duże stada ptaków albo ławice potrafią zdezorientować potencjalne drapieżniki pasożyty)

napięcia konkurencyjne są bardzo duże

(np. krogulec łatwo pochwyci samotnego szpaka, ale nie zaatakuje całej grupy)

* wady

* na pustyniach piaszczystych zdarza się, że

- sprzyjający sposób rozrodu (w skupieniach rosną ciężkonasienne dęby i buki oraz - zwierzęta te najczęściej znajdują swoje ofiary lub kaktusy rosną w wyjątkowo regularnych

rozmnażające się wegetatywnie topole białe i stokrotki)

żywicieli przypadkowo

odstępach (jest to skutkiem ostrej konkurencji

* wady skupiskowości

- problem przemieszczania na większe odległości

o wodę, gdy każdy dorosły osobnik kontroluje

- konkurencja o wodę (szczególnie silna u roślin)

(wędrówki młodych pająków sieciowych w lesie zależą

swoim systemem korzeniowym określony,

- konkurencja o przestrzeń życiową

od kierunku i siły wiatru)

podobny obszar wokół siebie, wydziela do

- konkurencja o pokarm i światło

- sposób rozlokowania (u chitonów w strefie

podłoża substancje hamując rozwój innych

- czynnik stresujący (dla kręgowców stałocieplnych, szczególnie ssaków) przybrzeżnej decyduje o nim ukształtowanie podłoża)

roślin)

* przejawy tendencji skupiskowej

* cechuje często zwierzęta wykazujące stale

- stada u dużych ruchliwych zwierząt (renifery w Arktyce, antylopy Gnu w Afryce, lub okresowo silny terytorializm

szpaki w Polsce)

- ryby raf koralowych

- ławice u ryb (dorsz, śledź)

- tygrysy w dżungli

- owady społeczne

* w warunkach naturalnych rozmieszczenie

- kolonie koralowców

prawie nigdy nie jest idealnie równomierne

- skupiska drzew

* w biocenozach sztucznych (sadach,

* zasada Alleego – zarówno przegęszczenie populacji, jak i niedogęszczenie mogą młodnikach sosnowych) regularne odległości

działać na populację ograniczająco

pomiędzy osobnikami są wynikiem

- wielkie skupiska ludzi

zamierzonych działań człowieka

~ im większe miasto i im więcej mieszkańców, tym większy poziom stresu

~ zakłócenia komunikacji społecznej

~ większa liczba ataków agresji i nerwic

STOSUNKI LICZBOWE

* ze strukturą przestrzenną wiąże się bezpośrednio jej liczebność i zagęszczenie

* liczebność – liczba osobników tworzących daną populację, nie będąca wartością stałą (zawsze waha się pomiędzy dolną a górną granicą wielkości populacji – nazywamy to oscylacjami populacji)

- zależy od wielu czynników

~ gatunku (jego konstytucji biologicznej)

~ zajmowanego poziomu troficznego

~ warunków środowiska

- jej określenie jest trudne ze względów technicznych

* zagęszczenie – liczba osobników danej populacji przypadająca na jednostkę powierzchni (zwykle na m2 lub ha, dla organizmów glebowych i wodnych na jednostkę objętości, np. dm3)

- u dużych osobników jest z zasady mniejsze niż u małych (sosna – czarna jagoda, myszy leśne – zające)

- u roślin jest większe niż u roślinożerców

- najmniejsze jest u drapieżników

- zależy od

~ poziomu troficznego

~ ilości dostępnej energii

* wyróżniamy trzy główne mechanizmy regulacji liczebności ROZRODCZOŚĆ

MIGRACJE

ŚMIERTELNOŚĆ

* liczba młodych osobników urodzonych w jednostce * emigracja - wywędrowywanie *

liczba osobników populacji ginących w jednostce

czasu (zwykle w ciągu roku)

osobników poza areał

czasu

* czynniki warunkujące:

przestrzenny populacji

* czynniki warunkujące:

- maksymalna rozrodczość populacji (teoretyczna * imigracja – przybywanie

- śmiertelność minimalna (wynika z

zdolność do wydawania potomstwa)

osobników z innych populacji

zaprogramowanej genetycznie maksymalnej długości

~ jeżeli warunki ekologiczne są idealne to jedynym

życia)

ograniczeniem takiej rozrodczości są biologiczne

~ jeśli warunki ekologiczne są idealne, to osobniki

możliwości osobników danego gatunku

wymierają tylko ze starości

~ w warunkach naturalnych występuje bardzo rzadko

~ zdarza się jedynie w warunkach sztucznych

- opór środowiska (tworzony przez wszystkie

(hodowle, ZOO)

możliwe czynniki abiotyczne/nieożywione i

* opór środowiska (zespół wszystkich czynników,

biotyczne/ożywione)

które skracają czas życia osobników w populacji)

~ ograniczenia tempa rozrodu (przez niedobór

~ ataki drapieżników i pasożytów

jakiegoś pierwiastka, wody lub pokarmu, nadmierne

~ niedobór pokarmu

przegęszczenie, obecność drapieżników i pasożytów)

~ przegęszczenie

* rozrodczość rzeczywista/ekologiczna

~ walki między osobnikami o partnera płciowego

- wynik oddziaływania obu czynników

* śmiertelność ekologiczna

- występuje w warunkach naturalnych

- prawie zawsze większa niż minimalna

* rozrodczość maksymalna + (opór

- występuje w warunkach naturalnych

środowiska) = rozrodczość rzeczywista

* śmiertelność minimalna + (opór środowiska) =

KRZYWE PRZEŻYWANIA

śmiertelność rzeczywista

* opisują śmiertelność

* sporządzane na podstawie

KRZYWA WYPUKŁA

długich obserwacji

KRZYWA WKLĘSŁA

* charakterystyczna dla mało

* charakterystyczna głównie dla organizmów

liczebnych gatunków zwierząt o

wydających na świat bardzo liczne potomstwo,

znacznych rozmiarach, które dużo

najczęściej pozbawione opieki rodzicielskiej

energii zużywają na opiekę nad

* tasiemce, przywry, małże, pasikoniki, sardynki,

potomstwem

śledzie, większość żab i drobnych gryzoni

* słonie, nosorożce, człowiek

(chociaż opiekują się potomstwem)

współczesny

* większość roślin, np. buk czy dąb (z

* analiza

dziesiątków tys nasion wysiewanych co roku,

- w takich populacjach śmiertelność jest

kiełkuje kilkaset i tylko jedna siewka na kilka lat

niewielka we wczesnym okresie życia,

ma szansę rozwinąć się w dojrzałe drzewo

później spada prawie do zera i dopiero

* analiza

wśród starych osobników rośnie

- śmiertelność osobników spada w miarę lat życia

gwałtownie

(we wczesnym okresie jest największa)

KRZYWA SCHODKOWATA

KRZYWA ESOWATA

KRZYWA JEDNOSTAJNIE

NACHYLONA

* cechuje organizmy, których

* pszczoły, mrówki, ptaki śpiewające,

przeżywalność silnie zmienia się w

większe gryzonie, ssaki kopytne

* organizmy z brakiem zależności

kolejnych stadiach życiowych

* analiza

śmiertelności od stadium

* owady z przeobrażeniem zupełny (np.

- śmiertelność jest duża wśród młodych

życiowego (wymieranie jest stałe)

motyle)

osobników, stopniowo maleje u dorosłych i

* jamochłony rozmnażające się przez

* analiza

ponownie narasta w czasie starzenia

pączkowanie (np. stułbia) – badania

- ich śmiertelność jest bardzo duża w fazie - poszczególne gatunki mogą różnić się przeprowadzono w warunkach

złożonych jaja, a także w czasie linienia i

stopniem nachylenia krzywej (jej postać

sztucznych

wśród krótko żyjących osobników

może zbliżać się do wypukłej – bawół

dorosłych

afrykański, lub do wklęsłej – wróbel)

- obniżenie śmiertelności następuje w

stadiach młodocianych (juwenilnych)

gąsienic i poczwarek

PRZYROST NATURALNY

* otrzymany po zbilansowaniu rozrodczości, śmiertelności i migracji

* (rozrodczość ekologiczna + imigracja) – (śmiertelność ekologiczna + emigracja) = przyrost naturalny KRZYWA WZROSTU POPULACJI

EKSPLOZJA DEMOGRAFICZNA

FLUKTUACJE LICZEBNOŚCI

* obrazuje przyrost naturalny

* do połowy 18 wieku przyrost naturalny* zmieniająca się rozrodczość i śmiertelność powodują, że

* przykład

był niewielki i niezbyt zagrażał

naturalne, pozornie ustabilizowane populacje ulegają

- gdy populacja zasiedla nowe,

środowisku

fluktuacjom liczebności

korzystne terytorium, zwykle

* postęp medycyny i nauk technicznych - częstość oraz skala ich występowania są różne i zależne rozrodczość jest bliska maksymalnej, doprowadziły do radykalnego spadku od bardzo wielu okoliczności

a śmiertelność ekologiczna bliska

śmiertelności, któremu nie towarzyszył * konkretnym przykładem są cykliczne wahania minimalnej

jednocześnie spadek rozrodczości

liczebności populacji zająca bielaka i rysia w Kanadzie

- wówczas następuje gwałtowny,

* stan taki musiał się skończyć

- rysie jako drapieżniki nie są w stanie w wielkim stopniu

wykładniczy wzrost liczebności takiej eksplozją demograficzną ograniczać populacji zajęcy

populacji

* stan współczesny

- populacja drapieżnika zmienia swoją liczebność tak jak

- niemal zawsze wraz ze wzrostem - liczebność naszej populacji znacznie populacja ofiary

liczby osobników i zagęszczenia,

przekroczyła pojemność środowiska, ale - wahania liczebności zajęcy są powodowane dostępnością tempo przyrostu liczby osobników

przyrost naturalny nie został

jadalnych pędów roślin

maleje, ponieważ rośnie opór

zahamowany

~ w niektórych latach było ich dużo i liczebność zajęcy

środowiska

- w krajach zamożniejszych przyrost szybko rosła

- w pewnym momencie osiągnięty

naturalny spada i liczebność populacji ~ intensywne podgryzanie roślin powodowało odkładanie zostaje stan dynamicznej równowagi stabilizuje się na względnie niskim w młodych gałązkach trujących związków fenolowych

liczebności i populacja stabilizuje się poziomie (w tym w Polsce)

~ gdy liczebność zajęcy osiągnęła maksimum, ilość

* wyjątkiem od tej reguły jest

- sytuacja biednych państw

jadalnych gałązek zmniejszyła się niemal do zera

populacja człowieka

afrykańskich i azjatyckich jest

~ wzrosła więc śmiertelność i populacja roślinożercy

alarmująca (największy przyrost

uległa załamaniu

naturalny jest a Afryce)

~ mała liczba zajęcy była w stanie obgryźć jedynie drobną

część gałązek, przez co inne gałązki rozwijały się bez

przeszkód i nie zawierały żadnych trucizn

* po kilku latach załamania liczba zajęcy mogła ponownie

szybko wzrosnąć, a wraz z nią liczba rysi

* w ten sposób cykl powtarzał się regularnie przez wiele lat (badania od 1845r)

STRUKTURA WIEKOWA I PŁCIOWA

* struktura wiekowa – udział różnych grup wiekowych w populacji

- z jednej strony dość stała cecha gatunkowa

- z drugiej strony podlega silnym wpływom wielu czynników (rozrodczość, strategia rozrodu, śmiertelność)

- ocena rozkładu wiekowego osobników dostarcza informacji o aktualnej kondycji danej populacji

- badanie struktury wiekowej powinno obejmować dłuższe okresy

* w życiu każdego osobnika wyróżniamy trzy podstawowe okresy rozwoju: przedrozrodczy, rozrodczy i porozrodczy

* osobniki w populacji możemy pogrupować na: młodociane, dojrzałe i starzejące się (liczba klas może byś jednak większa, w zależności od tego, jak szczegółowe przyjmuje się kryteria pomiaru wieku)

* jeśli osobniki w poszczególnych klasach zostały zliczone, wyniki można przedstawić w postaci piramid wieku

* jeżeli w czasie obliczania struktury wiekowej populacji uwzględnimy liczebność osobników różnej płci, można mówić o ustalaniu struktury płciowej populacji

* dane dotyczące struktury wiekowej i płciowej, odniesione do ogólnych właściwości gatunku umożliwiają ocenę stanu populacji

- populacja ustabilizowana, zdolna do przetrwania – więcej młodocianych, średnia liczba dorosłych i malejąca osobników starszych

- populacja wymierająca – istnieją poważne zaburzenia (np. rozrodczości), będące wynikiem niewielkiego udziału osobników w wieku przedrozrodczym