Ekologia populacji, jakie badania, parametry, metodologia, przykłady

The ekologia populacji lub demoekologia to badanie populacji i ich związku ze środowiskiem. Jego celem jest scharakteryzowanie populacji pod względem narodzin, śmiertelności, imigracji i emigracji, a także określenie parametrów populacji, takich jak gęstość, rozmieszczenie przestrzenne i rozkład wiekowy osób.

Populacja jest definiowana jako grupa osób należących do gatunku, który żyje w tym samym czasie na wspólnym obszarze. Członkowie populacji korzystają z tych samych zasobów i współdziałają ze sobą. Granice populacji mogą być naturalne (jak ryby w jeziorze) lub mogą być określone przez badacza.

Badania w zakresie ekologii populacji mogą obejmować prace laboratoryjne, prace w terenie i stosowanie modeli matematycznych i statystycznych do grupy badawczej.

Indeks

• 1 Czego się uczy??
• 2 Koncepcja populacji
• 3 Parametry badania
  • 3.1 Wielkość i wzrost populacji
  • 3.2 Gęstość
  • 3.3 Dyspersja
• 4 Metodologia
  • 4.1 Wielkość populacji
  • 4.2 Struktura populacji
• 5 Przykład prawdziwych badań
• 6 Aplikacje
• 7 referencji

Czego się uczy?

Ekologię populacji można odróżnić od innych badań w podobnych naukach - takich jak badania krajobrazów i ekosystemów - przez skalę i podejście dyscypliny. Głównym przedmiotem badań jest grupa organizmów, które są powiązane z taksonomicznego lub funkcjonalnego punktu widzenia.

Koncepcja ekologii populacji ma na celu udzielenie odpowiedzi na pytania związane z obciążalnością środowiska, optymalną wielkością populacji, przyczynami i mechanizmami, dzięki którym zwiększa się wielkość, a także rozkładem populacji, między innymi..

Podobnie, ta wiedza ma na celu zrozumienie międzygatunkowych relacji ekologicznych, kompetencji połączeń lub mutualizmu między jednostkami należącymi do tego samego gatunku, a relacjami międzygatunkowymi, takimi jak drapieżnictwo i procesy koewolucyjne.

Koncepcja populacji

Mówiąc o ekologii populacji, konieczne jest zdefiniowanie populacji. W tym kontekście populację definiuje się jako grupę organizmów, które mają zdolność do reprodukcji i które znajdują się we wspólnym obszarze przestrzennym (to znaczy są symetryczne) w tym samym czasie. Ta koncepcja jest synonimem populacji biologicznej.

Osoby te tworzą jednostkę funkcjonalną, w której oddziałują ze sobą i mogą się rozmnażać. Należy zauważyć, że koncepcja lokalnej populacji różni się od koncepcji gatunku i populacji gatunku. W takich przypadkach pojęcie populacji jest wcześniej zdefiniowane przez badacza i może stać się dowolne.

Populacje ewoluują poprzez dobór naturalny, który działa na dziedziczne różnice między jednostkami, zmieniając częstotliwości różnych charakterystyk w czasie.

W ciągu ostatnich dwudziestu lat nacisk na ekologię populacji zmienił się w ekologię „metapopulacji”.

Ta koncepcja opracowana przez Levins obejmuje „populacje populacji” i zgodnie z tą wizją każda lokalna ludność jest podatna na wyginięcie, ale może być zrównoważona przez procesy imigracji z innych populacji.

Badanie parametrów

Ekologia populacji koncentruje się na badaniu pewnych właściwości grupy, głównie wzrostu, przetrwania i reprodukcji. Najważniejsze parametry to:

Wielkość i wzrost populacji

Wzrost populacji jest zdeterminowany przez połączenie czterech procesów: reprodukcji (seksualnej lub bezpłciowej), śmiertelności, imigracji i emigracji.

Miarą przyrostu ludności jest wewnętrzna stopa wzrostu populacji, oznaczona literą r, i jest definiowana jako stopa wzrostu na osobę (lub na osobę) na jednostkę czasu w populacji.

Jak omówiono, pojęcie populacji obejmuje zmienne czas i przestrzeń, więc wielkość populacji i stopy wzrostu są obliczane dla określonej jednostki czasu i przestrzeni..

Istnieje kilka modeli wzrostu populacji: wykładniczy i logistyczny. Pierwszy przedstawia populację w nieograniczonym środowisku i zgodnie z modelem, wraz ze wzrostem populacji, wzrost staje się szybszy. Jednak ten wzór nie może być stosowany w dłuższej perspektywie do żadnej populacji.

W przeciwieństwie do tego, model logistyczny jest bardziej realistyczny i zawiera termin „nośność” - maksymalna wielkość populacji, którą może obsłużyć środowisko.

Gęstość

Populacje można opisać pod względem ich gęstości i dyspersji. Gęstość odnosi się do liczby osobników na powierzchnię lub objętość - liczby roślin na metr kwadratowy lub liczby bakterii na mililitr w probówce. Ten parametr jest dynamiczny.

Gęstość zaludnienia można regulować za pomocą takich czynników, jak liczba urodzeń i śmiertelność, które spowalniają wzrost populacji, stabilizując ją w pobliżu jej pojemności.

Dyspersja

Dyspersja to wzór przestrzenny, który podąża populacja i może się znacznie różnić w zależności od lokalnej gęstości i ekologicznych cech środowiska. Logiczne jest myślenie, że najbardziej odpowiednie regiony dla danego gatunku będą zamieszkiwane w większej proporcji.

W ten sam sposób interakcje społeczne zwierząt mogą również wpływać na rozproszenie populacji.

Grupowanie jednostek na pewnych obszarach jest najczęstszym wzorem rozproszenia. Na przykład płazy spędzają większość czasu pod skałami, ponieważ zapewniają bardziej wilgotne środowisko niż obszary wystawione na słońce, a tym samym unikają wysychania.

W mało prawdopodobnym przypadku, gdy warunki środowiskowe są jednorodne, rozkład osobników będzie losowy.

Jednolity wzorzec dyspersji nie jest powszechny, a obserwowany może być konsekwencją interakcji między jednostkami. Niektóre rośliny mogą wytwarzać substancje chemiczne, które hamują kiełkowanie swoich towarzyszy w pobliskich obszarach lub w przypadku zwierząt terytorialnych mogą zrazić inne osoby.

Metodologia

Ekologia populacji integruje rozwój teorii, pracy laboratoryjnej i pracy w terenie.

Jednak wraz z modernizacją dyscypliny i pojawieniem się komputerów zdolnych do wykonywania ważnych prac statystycznych, istnieje ogromna ilość danych, które mogą być wykorzystane przez ekologów populacji bez potrzeby pracy w terenie..

Znajomość liczby osobników tworzących populację (ta wartość jest znana jako „wielkość populacji”) i jej dystrybucja to tylko niektóre z głównych celów ekologii populacji i można je oszacować na podstawie kilku metodologii.

Następnie zostaną opisane najczęściej używane techniki szacowania parametrów istotnych dla ekologii populacji:

Wielkość populacji

Pierwsze podejście - i najbardziej intuicyjne - to bezpośrednie liczenie osób. Technikę tę można zastosować do małych populacji, gdzie liczba zapewnia dokładną wartość.

Na przykład, jeśli chcesz zbadać liczbę psów domowych w regionie, liczbę rozgwiazd na płytkim obszarze lub liczbę lokalnych studentów uniwersytetu.

Jednak gdy celem badań jest większa grupa, bezpośrednie liczenie nie jest realną alternatywą.

W takich przypadkach przeprowadza się pośrednią liczbę członków populacji. Jeśli rozkład badanego organizmu jest bardzo szeroki, organizmy można policzyć na wyznaczonym obszarze, a następnie ekstrapolować na rzeczywisty obszar.

Liczbę osobników można również oszacować pośrednio przez dowody, takie jak gniazda, nory lub próbki kału.

Wreszcie można zastosować metodę wychwytywania i ponownego wychwytywania, która jest szeroko stosowana do badania populacji zwierząt. Pierwszy krok obejmuje schwytanie zwierząt, oznaczenie ich i uwolnienie. Następnie zostają ponownie schwytani, a ich wielkość jest szacowana w odniesieniu do osób schwytanych i oznaczonych.

Struktura populacji

Badania populacyjne mają na celu scharakteryzowanie populacji pod względem płci, stadium rozwoju jednostki, etapu reprodukcji, między innymi.

Aby osiągnąć ten cel, należy znać przybliżony wiek organizmu. W przypadku ssaków można zaobserwować zużycie protezy, w innych grupach zwierząt można to wywnioskować ze stanu struktur takich jak rogi lub pióra.

W królestwie roślin pierścienie wzrostu można policzyć w pniu drzew. Istnieją również techniki biologii molekularnej, które pozwalają nam oszacować wiek organizmów.

Przykład prawdziwych badań

W 1996 roku Trajan badał ekologię populacji wspólnego wampira Rotunda Desmodusa (Chiroptera). Poprzez eksperymenty z przechwytywaniem i odzyskiwaniem, był w stanie stwierdzić, że rozmiar kolonii zmienia się co miesiąc, co wskazuje, że nietoperze często przemieszczają się z jaskini do jaskini..

Zgodnie z tym badaniem nietoperz jest w stanie migrować do cieplejszych regionów, kiedy pogoda tego wymaga. Podana minimalna gęstość zaludnienia wynosiła 3,5 osoby na kilometr kwadratowy.

Aplikacje

Znajomość ekologii populacji jest niezbędna dla biologów ochrony i obchodzenia się z fauną i zasobami. Aby stawić czoła problemom związanym z zachowaniem różnorodności biologicznej, konieczne jest posiadanie dokładnych informacji na temat ekologii populacji grupy badanej.

Na przykład, jeśli chcesz zbadać, jakie są przyczyny zmniejszania się liczby płazów na całym świecie lub czy wprowadzenie obcego gatunku wpływa w jakiś sposób na lokalny gatunek, konieczne jest posiadanie danych ekologii populacji.

Referencje

1. Hannan, M. T. i Freeman, J. (1977). Ekologia populacji organizacji. Amerykańskie czasopismo socjologii, 82(5), 929-964.
2. Parga, M. E. i Romero, R. C. (2013). Ekologia: wpływ bieżących problemów środowiskowych na zdrowie i środowisko. Edycje Ecoe.
3. Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., i Jackson, R.B. (2014). Campbell Biology. Pearson.
4. Rockwood, L. L. (2015). Wprowadzenie do ekologii populacji. John Wiley & Sons.
5. Trajano, E. (1996). Ruchy nietoperzy jaskiniowych w południowo-wschodniej Brazylii, ze szczególnym uwzględnieniem ekologii populacji zwykłego nietoperza wampira, Rotunda Desmodusa (Chiroptera). Biotropica 28(1), 121-129.