14.3. Demografia
14.3.1.
Modele dynamiki populacji:
osobniki(identyczne cząsteczki)->właściwości->parametry modelu
�� liczebność(zmienna)
Każdy osobnik ma własny program genetyczny, warunki środowiska i jest odrębnym przypadkiem. To
wszystko decyduje o:
-wzroście i dojrzałości płciowej
-tym, czy osobnik w ogóle przeżyje
Rozkład statystyczny przebiegu życia osobników w populacji opisuje losy osob. o podobnym genotypie w
sposób uśredniony(przeciętny).
14.3.2.
Ilu potomków zdolnych do rozrodu pozostawi po s obie przeciętny osobnikH"ile córek zastąpi przeciętną samicę.
Wskaz
nik zastępowania(reprodukcji netto) R0 jest miarą sukcesu w przeżywaniu i reprodukcji. Jeżeli:
�� R =1, każda samica zostawi dokładnie jedną córkę, liczebność populacji nie zmienia się
0
�� R >1, każda samica pozostawi więcej niż jedną córkę, liczeb. popul. wzrasta
0
�� R <1, każda samica pozostawi mniej niż jedną córkę, liczeb. popul. maleje
0
A
atwo jest obliczyć R dla pokoleń nie zachodzących na siebie(gdy pokolenie rodzicielskie wydaje na świat
0
potomstwo i umiera) i wynosi ono:
R =m � l, m=f � p => R =f � p � l, gdzie: f: liczba młodych, p: frakcja samic, l: prawdopodobieństwo przeżycia
0 0
do momentu rozrodu
R dla pokoleń zachodzących(np.. gdy samica żyje wiele lat, rozmnaża się wiele razy w sposób mniej lub
0
bardziej regularny) określamy przy użyciu tabel życia.
14.3.3.
Kohorta-grupa osobników równowiekowych(urodzonych w tym samym czasie), których przebieg życia
śledzimy.
Konstrukcję tabeli kohortowej możemy zacząć, znając:
�� liczbę(i wiek) osob. wymierających
�� strukturę wiekową populacji składającej się z kilku kohort(Z: struktura wiekowa, liczebność=constans)
Współczynniki takie jak: l, f, p są funkcjami czasu a czas jest dyskretny(podzielony na odcinki)
Okres życia możemy podzielić na klasy wiekowe(stadia rozwojowe)
Inne współczynniki pozwalające skonstruować tabelę:
-q: śmiertelność= d/l � 100, gdzie d: liczba osob. wymierających w danej klasie wiekowej, l: liczba osob.
dożywających początku klasy wieku
-L: średnia osob. żyjących w kolejnych klasach wiekowych
-T=Ł (L � t(czas))
-e: przeciętne dalsze trwanie życia=T/l
Współczynnik reprodukcji netto-Ł m � l
Współczynnik reprodukcji brutto-liczba potomstwa żeńskiego, które wyda samica dożywając do najstarszej
klasy wieku(Ł m).
Czas trwania pokolenia o strukturze niezachodzącej na siebie to średnia wieku wszystkich matek.
Czas trwania pokoleń zachodzących na siebie, obliczamy sumując wyrażenie x(klasa wieku) � m � l dla R0=1
Wartość reprodukcyjna(V)-przeciętna liczba potomstwa, które pozostawiły samice, które rzeczywiście
przystąpiły do rozrodu a obliczamy ją sumując iloczyn m � l /l , gdzie l : prawdopodobieństwo dożycia do x-
y x x
klasy wieku, l : prawdopodobieństwo dożycia do y-klasy wieku(następnej).
y
Tabela statyczna-tabela przeżywania populacji o strukturze wiekowej i liczebności ustabilizowanej(nie
zmieniającej się).
Krzywa przeżywania-wykres zależności l (czas).
x
14.3.4.
Macierz projekcji konstruujemy w celu obrazowania zmian liczebności i struktury wiekowej w
populacji(kolejne klasy wieku wpisywane w kolumny-czytane od lewej do prawej).
Wektor kolumnowy-liczby osob. na początku danej klasy wieku(wpisane w wiersze-czytane od góry do dołu).
Macierz projekcji mnożymy przez wektor(klasę wieku-kolumna � liczebność-wiersz).
14.3.5.
Trzy różne wskaz
niki określające tempo wzrostu populacji:
�� r: przyrost(zmiana liczebności w czasie)
�� r: przyrost młodych osob. w czasie odpowiadającym klasie wiekowej
�� : wartość własna macierzy a r = ln 
14.4.
14.4.1
Tabele życia stanowią opis historii życia osobników z populacji-przeciętnego czasu życia i jego podziału na
fazy:
�� w których występuje największa śmiertelność
�� w których występuje najwyższa wartość reprodukcyjna
Cykl życiowy-kolejne fazy przeobrażeń w trakcie rozwoju osobników.
Historia życiowa-przebieg wydarzeń w życiu organizmu
Historia życiowa gatunku=styl życia, możemy wyodrębnić cechy(ilościowe):
�� wielkość, masa ciała
�� max. długość życia
�� wiek przystąpienia do rozrodu, ilość potomstwa w jednym epizodzie rozrodczym
Gat. semelparyczny-rozmnaża się tylko raz w życiu.
Gat. iteroparyczny-rozmnaża się wielokrotnie w ciągu życia.
Optymalizacja-wybór najlepszy z możliwych(z uwzględnieniem ograniczeń).
Strategie życiowe-grupy cech historii życiowych.
Jeżeli cechy dziedziczą się i wykazują zmienność to podlegają doborowi naturalnemu. Dobór utrwala te cechy,
które wraz z innymi zapewniają sukces reprodukcyjny(R e" 1).
0
Cechy historii życiowej kształtowane są przez:
�� ograniczenia fizyczne-np. grawitacja, temperatura denaturacji białek itp.
�� ograniczenia ewolucyjne-zmienność cech odziedziczonych i (w mniejszym stopniu)
zmienność mutacyjna.
Kompromis ewolucyjny-konkurowanie o zasoby lub czas, utrwalanie cechy zwiększającej
dostosowanie(kosztem innej cechy).
Strategie adaptacyjne wykazują dwie zasadnicze tendencje:
�� wyprodukowanie dużej ilości, małym kosztem(np. duża ilość potomstwa, z której tylko małą część
przeżyje)
�� inwestowanie długofalowe w małe ilości(np. jedno dziecko, ale dobrze "wyposażone" przez rodzica i
którym rodzic zajmuje się przez dłuższy okres)
14.4.2.
1) Śmiertelność
Każda strategia, aby miała szanse zostać utrwalona, powinna zapewniać co najmniej równowagę między
śmiertelnością a rozrodem.
Dobór naturalny faworyzuje te organizmy, które przeżywają i można będzie wykonać kopię genotypu
takiego(skutecznego) osobnika, nosiciela cech gwarantujących przeżycie.
Strategie minimalizujące zagrożenie śmiercią:
�� obronne: odporność(np. na patogeny), ucieczka, ukrywanie się przed drapieżnikami, opieka nad
potomstwem
�� przystępowanie do rozrodu jak najszybciej
2) Wielkość ciała
Duże rozmiary generalnie umożliwiają lepszą przeżywalność(większa inercja cieplna, większe przyswajanie
pokarmu, większe gromadzenie zasobów). "Wyprodukowanie" większego ciała wiąże się jednak z ogromnymi
nakładami energetycznymi a przede wszystkim wymaga czas u.
Z tego powodu więcej jest organizmów o małych rozmiarach ciała. Przy wysokim ryzyku śmierci, łatwiej jest
więc skrócić do minimum okres wzrostu i przystąpić do rozrodu jak najwcześniej.
Najlepszym rozwiązaniem byłoby osiągnąć duże rozmiary ciała ale czas wzrostu skrócić jak najbardziej
=>patrz. ssaki łożyskowe-początkowy okres rozwoju w organizmie rodzicielskim(który chroni i odżywia) a
następnie organizmy te pozostają pod opieką organizmu rodzicielskiego.