Az ökológusok azt vizsgálják, hogy az élőlények hogyan hatnak egymással a földi környezetükkel. Népességökológia egy speciálisabb kutatási terület arról, hogyan és miért változnak ezen szervezetek populációi az idők során.
Amint az emberi populáció a 21. században növekszik, a népességökológiából nyert információk segíthetnek a tervezésben. Segíthet más fajok megőrzésére irányuló erőfeszítésekben is.
A populáció ökológiájának meghatározása
Ban ben populációbiológia, a kifejezés népesség egy faj ugyanazon a területen élő tagjainak csoportjára utal.
A meghatározás populációökológia annak tanulmányozása, hogy a különféle tényezők hogyan befolyásolják a népesség növekedését, a túlélés és a szaporodás mértékét, valamint a kihalás kockázatát.
A populációökológia jellemzői
Az ökológusok különféle kifejezéseket használnak, amikor megértik és megvitatják az élőlények populációit. A populáció egyfajta faj, amely egy adott helyen lakik. Népesség az élőhelyen élő egyedek teljes számát jelenti. Nép sűrűség arra utal, hogy hány személy él egy adott területen.
Népesség N betűvel ábrázolja, és megegyezik a populációban élő egyedek teljes számával. Minél nagyobb a populáció, annál nagyobb az általános változata, és ezáltal a hosszú távú túlélés lehetősége. A megnövekedett népességszám azonban más problémákhoz is vezethet, például az erőforrások túlzott mértékű felhasználásához, amely a népesség összeomlásához vezet.
Nép sűrűség egy adott területen lévő egyedek számára utal. Kis sűrűségű területen több organizmus terjedne el. A nagy sűrűségű területeken több ember élne közelebb egymáshoz, ami nagyobb erőforrás-versenyhez vezetne.
A népesség diszperziója: Hasznos információkat szolgáltat arról, hogy a fajok hogyan hatnak egymással. A kutatók többet megtudhatnak a populációkról, ha tanulmányozzák eloszlásuk vagy szétszórtságuk módját.
A populációeloszlás leírja, hogy egy faj egyedei hogyan oszlanak meg, függetlenül attól, hogy egymás közelében élnek-e, vagy egymástól távol, vagy csoportokba tömörülnek.
- Egységes diszperzió olyan szervezetekre utal, amelyek egy meghatározott területen élnek. Ilyen például a pingvinek. A pingvinek olyan területeken élnek, amelyeken belül a madarak viszonylag egységesen teret engednek.
- Véletlenszerű diszperzió olyan egyedek terjedésére utal, mint például a szélben szórt magvak, amelyek véletlenszerűen esnek az utazás után.
- Csoportosított vagy csoportosított diszperzió a magvak egyenes cseppje a földre, ahelyett, hogy hordoznák őket, vagy az együtt élő állatcsoportokra, például állományokra vagy iskolákra utal. A halak iskolái mutatják be ezt a szétszórtságot.
Hogyan kell kiszámítani a népesség méretét és sűrűségét
Quadrat módszer: Ideális esetben a populáció nagyságát úgy lehetne meghatározni, hogy az élőhely minden egyes egyedét megszámoljuk. Ez sok esetben nem praktikus, ha nem is lehetetlen, ezért az ökológusoknak gyakran extrapolálniuk kell ezeket az információkat.
Nagyon kicsi organizmusok, lassú mozgásúak, növények vagy más nem mozgó szervezetek esetében a tudósok az úgynevezett a-t használják kvadrát (nem "kvadráns"; vegye figyelembe a helyesírást). A kvadrat magában foglalja az azonos méretű négyzetek kijelölését az élőhelyen belül. Gyakran zsineget és fát használnak. Ezután a kutatók könnyebben megszámolhatják a kvadraton belüli egyedeket.
Különböző kvadrátok helyezhetők el különböző területeken, hogy a kutatók véletlenszerű mintákat kapjanak. A kvadrátokban lévő egyedek számlálásából gyűjtött adatokat ezután felhasználják a populáció méretének extrapolálására.
Jelölje meg és rögzítse újra: Nyilvánvalóan egy kvadrát nem működne azoknál az állatoknál, amelyek sokat mozognak. Tehát a mobilisabb organizmusok populációméretének meghatározásához a tudósok egy ún jelölje meg és rögzítse újra.
Ebben a forgatókönyvben az egyes állatokat elfogják, majd címkével, szalaggal, festékkel vagy hasonlóval jelölik. Az állatot visszaengedik a környezetébe. Ezután egy későbbi időpontban egy másik állatkészletet fognak el, és e készlet tartalmazhatja a már megjelölteket, valamint a jelöletlen állatokat.
A jelölt és a jelöletlen állatok befogásának eredménye megadja a kutatóknak a felhasználás arányát, és ebből ki tudják számítani a becsült populáció nagyságát.
Példa erre a módszerre a kaliforniai condor, amelyben az egyedeket elfogták és felcímkézték, hogy kövessék ennek a veszélyeztetett fajnak a populációméretét. Ez a módszer különféle tényezők miatt nem ideális, ezért a modernebb módszerek közé tartozik az állatok rádiókövetése.
Népességökológiai elmélet
Thomas Malthus, aki egy esszét tett közzé, amely leírta a lakosság viszonyát a természeti erőforrásokhoz, kialakította a népesség legkorábbi elméletét ökológia. Charles Darwin ezt kibővítette „a legmegfelelőbb túléléssel”.
Történelmében az ökológia más tanulmányi területek fogalmaira támaszkodott. Egy tudós, Alfred James Lotka, megváltoztatta a tudomány menetét, amikor előállt a populációökológia kezdeteivel. Lotka a „fizikai biológia” új területének kialakítására törekedett, amelyben egy rendszerszemléletet épített be az élőlények és környezetük kapcsolatának tanulmányozására.
A biostatisztikus Raymond Pearl tudomásul vette Lotka munkáját és együttműködött vele, hogy megvitassák a ragadozó-zsákmány kölcsönhatásokat.
Vito Volterraolasz matematikus az 1920-as években kezdte elemezni a ragadozó-zsákmány összefüggéseket. Ez oda vezetne, amit hívtak Lotka-Volterra egyenletek amely ugródeszkaként szolgált a matematikai populációökológia számára.
Ausztrál entomológus A.J. Nicholson vezette a korai kutatási területeket a sűrűségtől függő halálozási tényezők tekintetében. H.G. Andrewartha és L.C. Birch folytatja annak leírását, hogy az abiotikus tényezők hogyan befolyásolják a populációkat. Lotka ökológiai rendszerszemlélete a mai napig befolyásolja a területet.
A népesség növekedési üteme és példák
Népesség növekedés tükrözi az egyének számának egy bizonyos idő alatt bekövetkezett változását. A népesség növekedési ütemét befolyásolja a születési és a halálozási arány, amelyek viszont összefüggenek a környezetük erőforrásaival vagy olyan külső tényezőkkel, mint az éghajlat és a katasztrófák. Az erőforrások csökkenése a népesség növekedésének csökkenéséhez vezet. Logisztikai növekedés a népesség növekedésére utal, ha az erőforrások korlátozottak.
Amikor a populáció mérete korlátlan erőforrásokkal találkozik, akkor az általában nagyon gyorsan növekszik. Ezt úgy hívják exponenciális növekedés. Például a baktériumok exponenciálisan növekedni fognak, ha korlátlan tápanyagokhoz jutnak hozzájuk. Ez a növekedés azonban nem tartható fenn a végtelenségig.
Teherbírás: Mivel a való világ nem kínál korlátlan forrásokat, az egyre növekvő népességben élő egyedek száma végül eléri azt a pontot, amikor az erőforrások egyre ritkábbak lesznek. Ekkor a növekedési ütem lassul és kiegyenlítődik.
Amint egy népesség eléri ezt a kiegyenlítődési pontot, a legnagyobb népességnek tekintik, amelyet a környezet képes fenntartani. Ennek a jelenségnek a kifejezése az teherbírás. A K betű a teherbírást jelenti.
Növekedés, születési és halálozási arány: Az emberi népesség növekedése érdekében a kutatók régóta használják a demográfiát a népesség időbeli változásának tanulmányozására. Ilyen változások a születési arány és a halálozási arány miatt következnek be.
A nagyobb népesség például csak a potenciális társak miatt magasabb születési arányhoz vezetne. Ez azonban a verseny és más változók, például a betegségek által okozott magasabb halálozási arányhoz is vezethet.
A népesség stabil marad, ha a születési és a halálozási arány megegyezik. Ha a születési arány meghaladja a halálozási arányt, a népesség megnövekszik. Amikor a halálozási arány meghaladja a születési arányt, a népesség csökken. Ez a példa azonban nem veszi figyelembe a bevándorlást és az elvándorlást.
A várható élettartam is szerepet játszik demográfia. Ha az egyének hosszabb ideig élnek, akkor befolyásolják az erőforrásokat, az egészséget és más tényezőket is.
Korlátozó tényezők: Az ökológusok a népesség növekedését korlátozó tényezőket vizsgálják. Ez segít megérteni a lakosság változásait. Ez segít abban is, hogy megjósolják a lakosság potenciális jövőjét.
A környezet erőforrásai példák a korlátozó tényezőkre. Például a növényeknek bizonyos mennyiségű vízre, tápanyagra és napfényre van szükségük egy területen. Az állatok táplálékot, vizet, menedéket, párokhoz való hozzáférést és biztonságos fészkelést igényelnek.
Sűrűségfüggő népességszabályozás: Amikor a populációökológusok megvitatják a populáció növekedését, a sűrűségtől függő vagy a sűrűségtől független tényezők szemléletén keresztül történik.
Sűrűségfüggő népességszabályozás olyan forgatókönyvet ír le, amelyben a népesség sűrűsége befolyásolja növekedési ütemét és halálozását. A sűrűségfüggő szabályozás általában biotikusabb.
Például a fajokon belüli és fajok közötti verseny az erőforrások, a betegségek, ragadozás és a hulladék felhalmozódása sűrűségfüggő tényezőket képvisel. A rendelkezésre álló zsákmány sűrűsége a ragadozók populációját is befolyásolná, mozgáshoz vagy éhezéshez vezetne.
Sűrűségtől független népességszabályozás: Ellentétben, sűrűségtől független népességszabályozás olyan természetes (fizikai vagy kémiai) tényezőkre utal, amelyek befolyásolják a halálozási arányt. Más szavakkal, a halálozást úgy befolyásolják, hogy a sűrűséget nem veszik figyelembe.
Ezek a tényezők általában katasztrofálisak, például természeti katasztrófák (pl. Tûz és földrengés). Környezetszennyezésazonban egy ember által készített sűrűségtől független tényező, amely sok fajt érint. Az éghajlatválság egy másik példa.
Népességi ciklusok: A népesség ciklikus módon növekszik és csökken a környezeti erőforrásoktól és a versenytől függően. Ilyen például a szennyezés és a túlhalászás által érintett tengeri fókák. A fókák zsákmányának csökkenése a fókák fokozott halálához vezet. Ha a születések száma növekedne, akkor ez a népességméret stabil maradna. De ha haláluk meghaladja a születéseket, a népesség csökken.
Mint klímaváltozás továbbra is kihat a természetes populációkra, a populációbiológiai modellek használata egyre fontosabbá válik. A populációökológia számos aspektusa segíti a tudósokat abban, hogy jobban megértsék az organizmusok kölcsönhatását, és segítséget nyújtsanak a fajok kezelésére, megőrzésére és védelmére irányuló stratégiákban.