Ekologija populacije
Ekologija populacije ali populacijska ekologija je pomembno področje ekologije, ki se ukvarja z dinamiko populacij vrst in kako te populacije vplivajo na okolja, v katerih delujejo. Prvi članek iz tega področja se je pojavil že leta 1952 v reviji Society.[1] Ekologija populacije se ukvarja s preučevanjem skupin organizmov, ki živijo v istem času in prostoru. Thomas Malthus je avtor zakona o rasti prebivalstva, ki ga smatramo za prvi zakon področju ekologije populacije. Zakon pa se glasi tako:
....populacija se bo eksponentno povečevala ali zmanjševala, dokler bo okolje posameznikov v populaciji ostalo nespremenjeno.
Ta predpostavka v teoriji populacijske ekologije daje podlago za oblikovanje napovedanih teorij in eksperimentov. Povsem poenostavljeni modeli za spreminjanje števila populacije so rojstvo, smrt, priseljevanje in izseljevanje. Za izračun sprememb populacije v demografiji in razvoju se uporabljajo matematične metode tako imenovane ničelne hipoteze. Pojavijo se lahko matematično zelo zapleteni modeli, kadar gre za več konkurenčnih hipotez, ki temeljijo na podobnih podatkih. V zaprtih sistemih, v katerih ne prihaja do priseljevanje in izseljevanja, pa je stopnja sprememb v populaciji opisana takole:
,
V zgornji formuli predstavlja N skupno številko posameznikov v populaciji, B pomeni število rojstev, U predstavlja število umrlih posameznikov v populaciji, b in d rodnost in umrljivost na prebivalca in r sprememba velikosti populacije glede na prebivalca. Ta formula predstavlja stopnjo spremembe v populaciji (dN/dT), kar pomeni rodnost minus umrljivost (B - D).[2]
Malthusov model računanja rasti populacije pa se je kasneje preoblikoval v znan matematični model logistična enačba.
,
V tej formuli pomeni N gostoto biomase na prebivalca in predstavlja največjo stopnjo spremembe, a je največja stopnja spremembe na prebivalca, inK je nosilnost prebivalstva. Formula predstavi stopnjo sprememb v populaciji (dN / dT) in je enako rast (aN), a je omejena z nosilnostjo (1-N / K) . Populacijska ekologija s temi osnovnimi matematičnimi principi raziskuje spreminjanje realnih populacij. Področje ekologije populacije pogosto uporablja podatke o življenjskem krogu in matrične algebre za izdelavo projekcije matrike rodnosti na število prebivalcev. Te informacije se uporabljajo tudi za določanje števila prosto živečih živali in določanje kvot pridelka.[2][3]
Ekološke študije
urediTermin | Definicija |
---|---|
Populacija vrst | Vsi posamezniki. |
Metapopulacija | Določen prostor med razdvojenimi populacijami, med katerimi je nekaj preseljevanja. |
Populacija | To je skupina posameznikov, ki so gensko, demografsko ali prostorsko ločeni od druge skupine posameznikov. |
Seštevanje | Prostorsko nakopičena skupina posameznikov. |
Deme | Skupina posameznikov, ki so si gensko zelo podobni in drugačni od drugih skupin. Pogosto so to skupine, ki so določene s prostorsko izolacijo. |
Lokalno prebivalstvo | Skupina posameznikov katere vključuje raziskava, omejenih s površino, ki je manjša od geografskega območja razširjenosti vrste in gostote populacije. Lahko je ločeno od ostale populacije. |
Podpopulacija | Poljubno prostorsko ločena podmnožica posameznikov znotraj populacije. |
Pomemben koncept v populacijski ekologiji je teorija izbire r/K. Prva spremenljivka je r (stopnja naravnega prirastka v velikosti populacije), druga spremenljivka pa je K (nosilnost populacije, odvisna od gostote).[5] Vrsta z r-strategijo (na primer mnoge skupine žuželk, kot so listne uši[6]) ima visoko stopnjo plodnosti, nizko raven starševske skrbi za potomce in visoko umrljivost posameznikov preden ti dosežejo zrelost. Pri vrstah z r-strategijo gre evolucija v smer produkcije številčnih potomcev. V nasprotju s tem je skupina s K-strategijo. Ta ima nizko stopnjo plodnosti, visoko starševsko skrb in veliko vlaganja v potomce ter nizko stopnjo smrtnosti v mladosti (npr. človek). Vrsta s K-strategijo je učinkovitejša pri izrabi virov za rast populacije.[7][8]
Populacijo so prav tako preučevali s pomočjo koncepta metapopulacije. Ta metoda je bila predstavljena že leta 1969.[9] Metapopulacija je poenostavljen model krajine na različni kakovostni stopnji.[10] Migranti se gibljejo med lokacijami in so strukturirana metapopulacija ter delujejo kot pribežališče ali izhodišče. Izhodišča so učinkovita spletna mesta, ki ustvarjajo sezonsko oskrbo migrantov na druge lokacije. V terminologiji metapopulacije so izseljenci posamezniki, ki so zapustili izhodišče. Priseljenci pa so posamezniki, ki se premikajo v pribežališče.
Metapopulacija naj bi preučevala dinamiko izseljevanja in priseljevanja in dajala odgovore na demografska vprašanja. Struktura metapopulacije se razvija iz leta v leto, saj je odvisna tudi od gospodarskih in kulturnih sprememb.
Ekologi uporabljajo veliko računalniških modelov in terenskih študij za spremljanje razvoja metapopulacije.[11]
Starejši izraz, avtekologija (iz grščine:
Razvoj ekologije populacije temelji predvsem na demografskih podatkih in uporabi aktuarske življenjske tabele. Ekologija populacije je imela in ima pomembno vlogo pri razvoju varstvene biologije na področju razvoja prebivalstva (PVA). Z njo je mogoče napovedati verjetnost vztrajanja vrst habitatov na določeni lokaciji (življenjske vrste v narodnih parkih).
Pri ekologiji populacije se delajo predvsem študije populacijske dinamike. Njene metode temeljijo na matematičnih oz. statističnih modelih in formulah.
Znanstvena literatura
urediZnanstveno literaturo najdemo v The Journal of Animal Ecology, Oikos in podobnih znanstvenih publikacijah.
Glej tudi
urediSklici
uredi- ↑ http://www.springerlink.com/content/1438-3896?sortorder=asc&p=93932389f9764a2aadcbe167b466fcef&o=0[mrtva povezava]
- ↑ 2,0 2,1 Vandermeer, J. H.; Goldberg, D. E. (2003), Population ecology: First principles, Woodstock, Oxfordshire: Princeton University Press, ISBN 0-691-11440-4
- ↑ Berryman, A. A. (1992). »The Origins and Evolution of Predator-Prey Theory«. Ecology. 73 (5): 1530–1535.
- ↑ Terms and definitions directly quoted from: Wells, J. V.; Richmond, M. E. (1995). »Populations, metapopulations, and species populations: What are they and who should care?« (PDF). Wildlife Society Bulletin. 23 (3): 458–462. Arhivirano (PDF) iz spletišča dne 4. novembra 2005. Pridobljeno 17. junija 2010.
- ↑ Begon, M.; Townsend, C. R.; Harper, J. L. (2006), Ecology: From Individuals to Ecosystems (4th izd.), Oxford, UK: Blackwell Publishing, ISBN 978-1-4051-1117-1
- ↑ Whitham, T.G. (1978). »Habitat Selection by Pemphigus Aphids in Response to Response Limitation and Competition«. Ecology. 59 (6): 1164–1176.
- ↑ MacArthur, R.; Wilson, E. O. (1967), The Theory of Island Biogeography, Princeton, NJ: Princeton University Press
- ↑ Pianka, E. R. (1972). »r and K Selection or b and d Selection?«. The American Naturalist. 106 (951): 581–588.
- ↑ Levins, R. (1969). »Some demographic and genetic consequences of environmental heterogeneity for biological control«. Bulletin of the Entomological Society of America. 15: 237–240.
- ↑ Hanski, I. (1998). »Metapopulation dynamics« (PDF). Nature. 396: 41–49.
- ↑ Hanski, I.; Gaggiotti, O. E., ur. (2004). Ecology, genetics and evolution of metapopulations. Burlington, MA: Elsevier Academic Press. ISBN 0-12-323448-4.