Ecologia populației

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Harta tendinței populației speciilor de meduze native și invazive din LME (Large Marine Ecosystem). Creștere roșie (certitudine mare), creștere portocalie (certitudine scăzută), verde stabil / variabil, scădere albastră, gri fără date. Cercurile reprezintă cronici discrete cu dimensiuni relative care reflectă indicele de încredere. Pozițiile cercurilor sunt aproximative, deoarece unele au fost mutate pentru a evita suprapunerea; cercul pentru LME-ul antarctic rezumă observațiile circumpolare.

O populație este un grup de organisme care aparțin aceleiași specii răspândit într-o anumită zonă, care au caracteristici tipice grupului și nu ale indivizilor singuri. Mai mult, o populație constituie unitatea de bază a evoluției .

Cu toate acestea, populațiile nu sunt unități statice, ci sunt supuse unor schimbări continue, iar dinamica lor este determinată de factori precum nașterea, moartea sau strămutările ( emigrație și imigrație ). Mai mult, fiecare populație ar tinde să crească la nesfârșit dacă nu ar interveni elemente care limitează această înclinație: boli , condiții climatice nefavorabile, prădare sau parazitism de către alte specii, concurență cu organisme aparținând unor specii diferite, disponibilitatea unui mediu dat sau diverse cauze. etc. Datorită acțiunii tuturor acestor factori, creșterea unei populații urmează o curbă logistică ( sigmoidă ) cu o limită foarte precisă, care este echivalentă cu capacitatea reală de a rezista mediului în care trăiește populația sau capacității de transport a mediului ( capacitatea de încărcare ).

Ratele natalității și mortalității

Ratele de natalitate și deces sunt calculate pe baza raportului dintre numărul de nașteri sau, respectiv, decesele pe unitate de timp și dimensiunea medie a populației.

„Dezvoltarea numerică” a unei populații pe unitate de timp depinde de acești doi parametri, care se calculează prin raportul dintre diferența naștere-deces și dimensiunea medie a populației în acel interval de timp dat.

Rata maximă a natalității (fie teoretică, fie potențială) exprimă tendința naturală a unei populații de a genera descendenți, deci de a crește numeric. Cu toate acestea, întrucât mediul pune limite asupra creșterii populației, în practică doar „rata natalității ecologice” (sau rata natalității realizată) poate fi evaluată.

Într-un interval de timp dat Δt (variind de la t 1 la 2 ) este posibil să se calculeze rata absolută a natalității pentru o anumită populație:

Rata medie a natalității pe persoană în unitatea de timp este egală cu:

(N reprezintă dimensiunea populației) și oferă o estimare a contribuției pe care fiecare individ o face în medie la creșterea populației.
Dacă intervalul Δt tinde la zero, este posibil să se evalueze creșterile relative instantanee ale unei populații date, ceea ce permite efectuarea de estimări și prognoze.

De asemenea, în ceea ce privește mortalitatea, este posibil să se facă distincția între o mortalitate teoretică determinată de factori fiziologici și senescență, deci bazată exclusiv pe factori genetici, și o mortalitate ecologică la care contribuie toate elementele limitative produse de mediu.
Mortalitatea specifică este procentul din populația medie care moare într-un anumit interval de timp , exprimat în funcție de dimensiunea populației în sine și este egal cu:

Este posibil să se exprime grafic mortalitatea într-o anumită populație, plasând numărul de decese în ordonată și vârsta în ani pe abscisă. Și mai utilă este așa-numita curbă de supraviețuire din care pot fi obținute informații utile cu privire la șansele de viață ale indivizilor dintr-o populație. Se obține plasând pe ordonată numărul de supraviețuitori pentru fiecare grupă de vârstă pe o scară logaritmică (baza 10) și pe abscisă numărul de ani.

Mortalitatea este de obicei ridicată în prima perioadă a vieții și după o anumită vârstă, care poate fi evaluată pe baza longevității medii a speciei și a populației, în timp ce în restul vieții este constantă în anumite perioade și crește în proporțional cu vârsta la alții.

Creșterea populației

Ratele de natalitate și deces afectează creșterea și, prin urmare, dinamica populațiilor.

O evaluare a acestei creșteri este posibilă prin factorul de creștere r , dat de raportul dintre diferența naștere-deces și dimensiunea medie a populației într-un interval de timp Δt:

De multe ori creșterea populației pentru multe specii este limitată la o singură perioadă numită, precis, sezonul reproductiv sau „timpul generației T”. Relația dintre T și r este contribuția individuală medie (R) la creșterea unei populații date:

de la care:

și

Amintind că dezvoltarea numerică a unei populații a fost raportul dintre diferența naștere-deces și dimensiunea medie a populației într-un anumit interval de timp (N t ), vom constata că această dezvoltare este:

Apoi, creșterea instantanee va fi:

Prin urmare:

unde N t este dimensiunea populației la sfârșitul intervalului de timp t și N 0 dimensiunea acesteia la început.

Prin urmare:

pentru care:

Factorul de creștere r este, prin urmare, indicat ca potențial biotic sau potențial de reproducere al speciei și este de tip exponențial.

În realitate, creșterea populației în natură este condiționată de diverși factori care constituie așa-numita rezistență la mediu și care pun o limită acestei dezvoltări. Deci, o anumită populație va avea o creștere exponențială, dar numai inițial, și apoi va suferi o flexie la un anumit punct din cauza rezistenței mediului, care stabilește o limită superioară curbei sub forma unui asimptot K, astfel încât această curbă va avea un curs sigmoid . Se numește curbă logistică .

Prin urmare, ecuația care exprimă dezvoltarea numerică a populației va fi:

sau, pentru Δt = 0:

Dacă, pe de altă parte, se utilizează contribuția individuală medie la creștere (creștere pe generație) R:

se numește factorul condiționat.

Asimptota reprezintă echilibrul atins între populație și ecosistem . Ca atare, prin urmare, ar trebui să rămână constantă. În realitate, mediul este un sistem dinamic, prin urmare supus variațiilor continue și, în consecință, atât asimptota, cât și curba de creștere a unei anumite populații suferă fluctuații continue.
În cele din urmă, trebuie subliniat faptul că dimensiunea unei populații poate fi estimată nu numai în funcție de numărul de indivizi. De exemplu, densitatea unei populații este numărul de indivizi pe unitate de spațiu (care, la rândul său, poate fi o unitate de suprafață sau volum în funcție de caz). „Biomasa”, pe de altă parte, exprimă dimensiunea unei populații (sau, în alte cazuri, a unei comunități) calculată ca greutatea uscată (în grame) a organismelor (sau organismului ) care o constituie pe unitate de suprafață sau volum.

Distribuția vârstelor

Orice populație, în natură, nu poate fi alcătuită din indivizi de aceeași vârstă, dar în ea există elemente în faza juvenilă, elemente în faza reproductivă și elemente în faza de descompunere fiziologică și funcțională (senescență). Așa-numita distribuție de vârstă nu este niciodată uniformă, deci reprezentarea sa grafică constă dintr-o piramidă de vârstă, în care frecvența relativă (procentul) diferitelor grupe de vârstă este indicată pe o axă carteziană, în timp ce pe cealaltă li se arată diferitele vârste ca urmare.

Pentru populațiile foarte mari, distribuția de vârstă ia forma tipică a unui gaussian , adică a unui clopot. [ fără sursă ]

Compoziția unei populații în ceea ce privește diferitele grupe de vârstă se datorează diverșilor factori externi, atât pozitivi, cât și negativi. Această compoziție are, de asemenea, o mare importanță din punct de vedere ecologic, deoarece ne permite să evaluăm dacă o anumită populație se află în faza de expansiune (mulți tineri sau mulți indivizi apropiați de reproducere), în faza de stabilizare (tineri, adulți și bătrâni) persoanele aflate în faza de echilibru) sau într-o fază de decădere sau declin (indivizii predominanți care au trecut de vârsta reproductivă, în timp ce tinerii sunt puțini).

Fluctuații în mărimea populațiilor

Condițiile de mediu nu sunt constante în timp și, prin urmare, pot favoriza sau dezavantaja populațiile în moduri diferite în funcție de perioade. Pentru o populație deosebit de abundentă factorii de mediu favorabili și, în același timp, o anumită scădere a celor nefavorabili poate însemna o creștere demografică; dimpotrivă, o situație opusă este sinonimă cu scăderea.

Unele „explozii” demografice (și scăderile ulterioare ulterioare) sunt periodice și, prin urmare, au fost legate de factori de mediu și extra-de mediu care sunt la fel de precise și periodice: meteorologice, astronomice (de exemplu, numărul petelor solare ) și biologice (factori patologici, parazitism, relații pradă-prădător, competiție intra și inter-specifică). În orice caz, nu s-a găsit vreodată o corelație precisă sau dependență.

Dispersarea și deplasările persoanelor dintr-o populație

Organismele vii tind să colonizeze tot spațiul disponibil pentru a exploata mai bine toate resursele (în special așa-numitele resurse „edafice”, adică nutriționale) disponibile în mediu.

Aceasta înseamnă că, în cazul unei creșteri demografice corelate cu fluctuațiile ciclice ale populațiilor, se pot observa deplasări mai mult sau mai puțin extinse de indivizi care se dispersează în căutarea unor noi zone de colonizat. Uneori aceste deplasări sunt atât de mari încât să apară ca invazii reale. Acesta este cazul invaziilor de lăcuste .

Cu toate acestea, pentru alte specii, deplasările se datorează modificărilor pe care le suferă zona lor de difuzie normală.

Migrații

Unele mișcări nu sunt aleatorii, dar au loc în mod regulat, periodic (sezonier), de-a lungul unor rute bine definite (și în general repetate), acoperind chiar distanțe foarte mari, dar, ulterior, există întotdeauna o revenire la zonele de plecare. Aceste schimbări sunt mai bine cunoscute sub numele de migrații și sunt induse de:

  • cauze legate de reproducere
  • dificultăți de mediu , care apar periodic (de exemplu sosirea sezonului rece în zonele temperate).

Relațiile sociale în cadrul unei populații

Multe animale duc o existență solitară în cea mai mare parte a vieții lor, atacând și alungând toate creaturile care intră, voluntar sau involuntar, pe teritoriul lor. Cu toate acestea, acești indivizi trebuie să se apropie cumva unul de celălalt pentru a se reproduce: astfel, unele comportamente particulare se nasc pentru a atenua agresivitatea reciprocă, care sunt definite cu termenul de curte .

Necesitatea de a se reproduce și, prin urmare, de a ne întâlni, dă naștere, în anumite cazuri, a unor forme de agregare pentru perioade scurte de timp ( gregare temporară ), pentru a crește și a proteja mai bine descendenții: de obicei, aceste grupuri sunt compuse din indivizi care împărtășesc unele rudenie ( grupuri familiale ), deoarece fiecare individ, în acest fel, contribuie la săvârșirea unei părți din patrimoniul său genetic (chiar dacă există și grupuri similare formate din indivizi fără legături de rudenie între ei).

Avantajele care decurg din viața în societate (o mai bună apărare față de prădători, facilități în căutarea hranei, un succes reproductiv mai mare ...) împing adesea aceste grupuri să se consolideze și să rămână permanent, reglementate intern de o ierarhie precisă între diferiții membri ai asociației ..
Animalele gregare care trăiesc în turme familiale sunt multe mamifere , de exemplu lupi , lei , elefanți , mulți ungulați , primate , diferite rozătoare sau diferite specii de cetacee .

De asemenea, printre păsări există numeroase specii gregare (mulți paserini precum țâțe , grauri sau mai multe aparținând familiei Corvids , pinguini , mulți galiformi ...).
Numeroase specii de pești trăiesc în școli mai mult sau mai puțin mari (de exemplu ton ).

Alte societăți foarte organizate sunt cele ale diferitelor specii de himenoptere ( albine , bondari , furnici ...) sau izoptere ( termite ).

Teritoriul

Indivizii sau grupurile solitare delimitează de obicei (prin semnale vizuale, olfactive sau sonore) o zonă „familiară” în care își desfășoară toate activitățile (căutare de hrană, odihnă, reproducere, creșterea descendenților etc.): această zonă ia teritoriul Nume. De obicei, indivizii sau grupul apără granițele teritoriului de intruziunile străinilor (de obicei asemănătoare lor, dar uneori agresivitatea lor este exprimată și față de alte specii). În unele cazuri (și, în orice caz, în raport cu anumite condiții edafice), limitele teritoriului nu sunt clar delimitate și se observă o suprapunere parțială a diferitelor teritorii.
Prin urmare, există diferite tipuri de teritoriu:

  1. primul tip: zonă cu o suprafață variabilă (în funcție de dimensiunea și nevoile edafice ale speciei care o ocupă) în care are loc reproducerea, construcția cuibului sau a bârlogului și creșterea descendenților și unde găsesc proprietarii zonei hrana (este un tip de teritoriu răspândit printre unii paserini , piciformi sau carnivori care duc o existență solitară).
  2. al doilea tip: zonă în care au loc toate activitățile de reproducere (de la împerechere la creșterea descendenților), dar nu căutarea hranei , care are loc în zone frecventate de mai mulți indivizi sau grupuri. Prin urmare, există un teritoriu de reproducere și o zonă neutră de hrănire (de exemplu, în cazul fazianidelor, cum ar fi potârnichele roșii sau potârnichii de rocă ).
  3. al treilea tip: teritoriul constă doar dintr-o zonă în care au loc ritualuri de curtare (parade nupțiale), dar nu are nicio importanță din punct de vedere reproductiv sau alimentar (acesta este cazul, de exemplu, al Grouse ).
  4. al patrulea tip: similar teritoriului celui de-al doilea tip, dar zona în care se desfășoară activitățile de reproducere este limitată doar la cuib (sau numai la gropiță). Acesta este cazul coloniilor în care se reproduc păsările marine.
  5. al cincilea tip: teritoriu împărțit în două zone distincte, una folosită pentru reproducere și cealaltă în căutare de hrană (diferite carnivore).
  6. al șaselea tip: teritoriu menținut nu numai în perioada de reproducere, ci și în restul anului ( pescarescul ).
  7. al șaptelea tip: cămine sau locuri de odihnă protejate de orice intruziune chiar și de diferite specii (de exemplu ferme de stegari ).

Interacțiuni între diferite specii în cadrul aceleiași comunități.

Organismele vii care conviețuiesc în același mediu pot țese diferite tipuri de relații între ele. Interacțiunile posibile între organisme din același habitat sunt clasificate în șase grupe principale:

  1. neutralism ;
  2. concurență ;
  3. simbioză mutualistă ;
  4. comensalism ;
  5. parazitism ;
  6. prădare .

Neutralism

În cadrul aceleiași comunități, majoritatea speciilor prezente nu primesc nici avantaje, nici interferențe negative de la celelalte. Aceasta este probabil cea mai frecventă afecțiune a unui ecosistem . Neutralismul este o relație biologică interspecifică în care niciunul dintre indivizi nu primește beneficii sau prejudecăți (0,0). În cazul în care o specie primește beneficii, ne confruntăm cu un caz de comensalism (+, 0), cum ar fi de ex. în relația particulară cunoscută dintre două tipuri de pești (remora și rechin), unde remora obține hrană din resturile care scapă din gura rechinului, atunci când atacă o pradă; rechinul, la rândul său, nu beneficiază și nici nu este afectat de această interacțiune. Prin urmare, comensalismul este un alt tip de relație decât neutralismul.

Competiție

Concurența poate fi definită ca o interacțiune biologică între organisme sau specii pentru care aptitudinea (sau adaptarea biologică) a unuia este redusă datorită prezenței celeilalte. Există o limitare a cantității de cel puțin o resursă utilizată atât de organisme, fie de specii; această resursă poate fi hrană, apă, teritoriu, posibilitatea împerecherii.

Concurența atât în ​​cadrul unei specii, cât și între diferite specii este un subiect important al ecologiei, în special al ecologiei comunitare. Concurența este unul dintre diferiții factori biotici și abiotici care afectează structura comunităților ecologice. Competiția dintre membrii aceleiași specii se numește competiție intraspecifică și cea care are loc între membrii diferitelor specii este competiție interspecifică. Concurența nu este întotdeauna un fenomen simplu și direct, dar se poate întâmpla și indirect. Conform principiului excluziunii competitive, speciile mai puțin competitive trebuie să se adapteze sau, în caz contrar, sunt forțate să dispară. Conform teoriei evoluției, competiția în cadrul unei specii și între specii joacă un rol fundamental în selecția naturală.

Concurența între bărbații căprioare roșii în perioada de împerechere este un exemplu de competiție intraspecifică (competiție prin interferență).

Tipuri de concurență

Următorii termeni descriu mecanismele biologice prin care are loc competiția. Aceste mecanisme pot fi atât directe, cât și indirecte și se aplică atât concurenței intraspecifice, cât și concurenței interspecifice.

Concurență pentru interferență

Se întâmplă direct între indivizi în timpul actului de agresiune etc. atunci când un individ interferează cu alții pentru hrană, supraviețuire, reproducere sau pentru a se așeza într-o porțiune din habitat.

Concurență pentru exploatare

Se întâmplă indirect din cauza resurselor comune limitate care acționează ca intermediar. De exemplu, utilizarea unei resurse pentru unii provoacă lipsă pentru alții sau chiar concurență pentru spațiu.

Concurență aparentă

Se întâmplă indirect când două specii, de exemplu, sunt prada unui prădător comun. În acest caz, există concurență pentru spațiul liber al prădătorilor.

Concurență intraspecifică

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: competiția intraspecifică .

Concurența intraspecifică apare atunci când membrii aceleiași specii trebuie să folosească aceeași resursă a unui ecosistem, cum ar fi un teritoriu sau locuri pentru a construi cuiburi.

Un alt exemplu este cel al copacilor care cresc aproape de alții și concurează pentru lumină, apă și nutrienți. Rezultatul este că vor exista mai puține resurse disponibile pentru copacii din jur, care vor crește mai puțin în astfel de condiții. O adaptare la această situație este de a dezvolta înălțime mai mare și rădăcini mai profunde și mai extinse. Acesta este un exemplu de concurență atât intra, cât și inter-specifică.

Concurență interspecifică

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: competiția interspecifică .

Concurența interspecifică are loc între indivizi de diferite specii care împărtășesc o resursă comună în aceeași zonă. Dacă resursa nu este suficientă pentru menținerea ambelor populații, rezultatul este o reducere a fertilității, creșterii și supraviețuirii uneia sau mai multor specii. Concurența interspecifică poate modifica populațiile, comunitățile și evoluția speciilor incluse. De exemplu, lei și chitas sau ghepard și prada lor în Africa. Toți se hrănesc cu aceeași pradă și uneori intră în conflict.

Strategii evolutive

Pentru a afla mai multe, consultați articolul rK Strategy .

În termeni evolutivi, competiția se referă la conceptul de selecție r / K care se referă la selecția naturală a trăsăturilor care facilitează rezultatul în anumite medii. Teoria este derivată din studiile efectuate pe biogeografia insulelor efectuate de ecologii Robert MacArthur și EO Wilson.

Simbioză mutualistă

Relația dintre două specii diferite din care ambele obțin un beneficiu reciproc (de exemplu licheni ). Unele tipuri de simbioză au anumite asemănări cu parazitismul și, prin urmare, se crede că derivă din acest tip de interacțiune (se crede că este cazul relației dintre hifele fungice ale multor basidiomicete și copacii din păduri și păduri).

Comensalismul

Asocierea între două specii diferite de la care doar una obține avantaje efective, în timp ce pentru cealaltă este complet indiferentă (de exemplu, este cazul unor „oaspeți” de vizuini, cuiburi sau nișe ale altor specii sau prezența mallofagelor sau mici acarieni non-paraziți pe corpul altor animale)

Parazitism

Constă în exploatarea unei specii de către alta, care poate fura hrana din aceasta, se poate hrăni cu țesuturile sau lichidele organice ale primei specii sau (așa cum se întâmplă printre unele insecte) o poate face „sclavă” să-și exploateze „munca”.

De obicei, speciile parazite ating un anumit echilibru cu speciile parazite, care deci moare în perioade mai mult sau mai puțin lungi sau chiar supraviețuiește și, în unele cazuri, aparent nu este afectată de exploatarea parazitului (de exemplu, ungulatele sălbatice au numeroase viermi intestinali, dar, atâta timp cât aceștia nu sunt excesivi, nu prezintă o stare de sănătate slabă).

Unii autori cred că ultima formă de parazitism evoluează cu ușurință într-o relație simbiotică.

Prădare

Interacțiune obligatorie între membrii aceleiași comunități, în care unul sau mai mulți membri se hrănesc în detrimentul altora, ducându-i imediat la moarte.

Printre diferitele forme de relații existente într-o comunitate există, evident, multe variante posibile, suprapuneri și pași intermediari. Astfel, uneori, comensalismul poate deveni parazitism, iar aceasta din urmă simbioză , sau competiția se poate transforma în prădare sau parazitism sau, din nou, neutralismul poate evolua în forme de concurență.

Bibliografie

  • EP Odum. Bazele ecologiei . Philadelphia, WB Saunders Co., 1971.
  • RE Scossiroli. Elemente de ecologie . Bologna, Zanichelli, 1976.
  • U. D'Ancona. Tratat de zoologie . Torino, UTET, 1965 (Reprint 1981). ISBN 8802022445
  • G. Bologna. Păsări . Milano, Arnoldo Mondadori Editore, 1978 (ediția a II-a: februarie 1982).

Elemente conexe

linkuri externe

Controlul autorității GND ( DE ) 4149059-9
Ecologie și mediu Portal de ecologie și mediu : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de ecologie și mediu