Σχέδια αύξησης του πληθυσμού σε ένα οικοσύστημα

Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν τα πρότυπα αύξησης του πληθυσμού, αλλά ένας παράγοντας είναι ο εγγενής ρυθμός ανάπτυξης ενός είδους. Το ποσοστό γεννήσεων μείον το ποσοστό θανάτου χωρίς περιβαλλοντικούς περιορισμούς καθορίζει τον εγγενή ρυθμό ανάπτυξης ενός είδους. Εντούτοις, μέσα σε ένα οικοσύστημα, τα όρια πόρων και η αρπαγή επηρεάζουν επίσης την αύξηση του πληθυσμού. Υπάρχουν τέσσερα κύρια πρότυπα αύξησης του πληθυσμού: J-pattern, logistics ανάπτυξη, χρονικά κυμαινόμενη και αρπακτική-αρπακτική αλληλεπίδραση. Η αύξηση του πληθυσμού με μοτίβο J σπάνια επιμένει καθώς οι φυσικοί περιορισμοί επιβάλλουν τελικά ένα ή περισσότερα από τα άλλα τρία πρότυπα αλλαγής πληθυσμού στο είδος.

Ένας πληθυσμός με απεριόριστους πόρους, χωρίς ανταγωνισμό και καμία επιθετικότητα εμφανίζει αύξηση πληθυσμού σε σχήμα J. Επίσης γνωστή ως εκθετική αύξηση, η αύξηση του πληθυσμού ξεκινά αργά όταν υπάρχουν λίγα άτομα και στη συνέχεια αυξάνεται ραγδαία με τον εγγενή ρυθμό ανάπτυξης. Ο ρυθμός ανάπτυξης γίνεται σχεδόν κάθετος. Αν και αυτό μπορεί να συμβεί μετά από μια πτώση πληθυσμού λόγω πυρκαγιάς ή ασθένειας, η αύξηση του πληθυσμού σε σχήμα J εμφανίζεται σπάνια στα περισσότερα είδη μακρο. Μια άλλη φορά που συμβαίνει ανάπτυξη σε σχήμα J είναι όταν ένα είδος μετακινείται σε ένα νέο περιβάλλον όπου δεν υπάρχει ανταγωνισμός ή επιθετικότητα Το μοτίβο ανάπτυξης ενός χωροκατακτητικού είδους, όπως το σμαραγδένιο τέφρα και ο ασιατικός κυπρίνος, καταδεικνύει αύξηση του πληθυσμού σε σχήμα J. Κανονικά, η αύξηση του πληθυσμού σε σχήμα J δεν μπορεί να διατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, τελικά περιορίζεται από πόρους ή ανταγωνισμό.

Οι πληθυσμοί που περιορίζονται από πόρους ή ανταγωνισμό έχουν υλικοτεχνική ανάπτυξη. Η αύξηση του πληθυσμού ξεκινά αργά και έχει μια εκθετική φάση, παρόμοια με την ανάπτυξη σε σχήμα J, αλλά πρέπει να ανταγωνίζεται για πόρους και να μην φτάνει ποτέ τον εγγενή ρυθμό ανάπτυξής της. Τελικά, ο ρυθμός ανάπτυξης μειώνεται σε σταθερή κατάσταση όταν το περιβάλλον δεν μπορεί να υποστηρίξει άλλα άτομα του είδους. Αυτή η σταθερή κατάσταση είναι η ικανότητα μεταφοράς του περιβάλλοντος. Μερικές φορές ο πληθυσμός υπερβαίνει τη μέγιστη ικανότητα μεταφοράς που οδηγεί σε γρήγορο θάνατο, συνήθως λόγω της πείνας. Ο πληθυσμός πέφτει κάτω από τη φέρουσα ικανότητα και στη συνέχεια επαναφέρεται αργά στη φέρουσα ικανότητα. Αυτές οι ταλαντώσεις αύξησης του πληθυσμού μπορούν να συνεχιστούν για κάποιο χρονικό διάστημα, ειδικά αν αλλάξει η ίδια η ικανότητα μεταφοράς.

Οι εποχιακές αλλαγές έχουν μεγάλες επιπτώσεις σε ορισμένα βραχύβια είδη, όπως τα διάτομα και τα φύκια. Ορισμένα είδη έχουν μεγάλες εκρήξεις εποχιακής αύξησης του πληθυσμού. Μόλις ελευθερωθεί από περιστάσεις από την αρπαγή, η ταχεία ανάπτυξη φυκών προκαλεί άνθηση φυκών. Άλλα είδη υποφέρουν από εποχιακή καταστολή του πληθυσμού όταν χτυπά ο κρύος καιρός. Τα διάτομα στις λίμνες γλυκού νερού υποφέρουν από θάνατο πληθυσμού σε κρύο καιρό. Τα είδη διατόμων με γρήγορους εγγενείς ρυθμούς ανάπτυξης έχουν αρχικά εκθετικό ρυθμό αύξησης του πληθυσμού, αλλά Τα πιο αργά αναπαραγωγικά είδη διατόμων αντικαθιστούν τελικά τα ταχύτερα αναπτυσσόμενα είδη όταν οι θερμοκρασίες ζεστός. Οι θερμοκρασίες πτώσης ψύξης εμποδίζουν τα βραδύτερα αναπτυσσόμενα διάτομα να εξαλείψουν εντελώς τον ανταγωνισμό. Αυτά τα ταχέως αναπτυσσόμενα μοτίβα ανάπτυξης του diatom δείχνουν ταχεία ανάπτυξη σε υψηλούς αριθμούς, μια αργή πτώση πίσω σε χαμηλούς αριθμούς, μια αύξηση της αύξησης του πληθυσμού που ακολουθείται από το χειμώνα. Η φέρουσα ικανότητα του οικοσυστήματος βρίσκεται συνεχώς σε ροή για αυτούς τους οργανισμούς με επακόλουθη διακύμανση στην αριθμητική απόκριση του είδους.

Ένα από τα πιο μελετημένα μοντέλα αύξησης του πληθυσμού είναι όπου οι πληθυσμοί αρπακτικών και θηραμάτων κυμαίνονται μαζί. Η αύξηση του πληθυσμού των αρπακτικών σχεδόν πάντα υστερεί έναντι της αύξησης του πληθυσμού των θηραμάτων. Αυτό το ταλαντευόμενο μοτίβο είναι το μοντέλο Lotka-Volterra. Σε αυτά τα οικοσυστήματα, η αριθμητική απόκριση που προκαλείται από την αρπαγή ελέγχει την αύξηση του πληθυσμού του θηράματος αντί για περιορισμένους πόρους που περιορίζουν την αύξηση του πληθυσμού του θηράματος. Μετά τη μείωση του πληθυσμού των θηραμάτων, το ίδιο κάνει και ο αρπακτικός πληθυσμός. Ο πληθυσμός των θηραμάτων στη συνέχεια αυξάνεται εκθετικά έως ότου ο πληθυσμός των θηρευτών ανακάμψει. Σε αυτά τα μοντέλα, οι ασθένειες και τα παράσιτα λειτουργούν ως αρπακτικά επειδή αυξάνουν το ποσοστό θανάτου του θηράματος.