W 3-Ekologia populacji, Wykłady
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
EKOLOGIA POPULACJI Organizacja populacji jest oparta na zróżnicowaniu osobników i występowaniu nakładających się struktur genetycznych oraz ekologicznych, które tworzą mechanizmy rozwoju i kontrolowania populacji. STRUKTURĄ EKOLOGICZNĄ populacji nazywamy skład populacji w konkretnym momencie . Skład populacji określa się liczbą i zagęszczeniem osobników oraz ich właściwościami i powiązaniami pomiędzy osobnikami . Struktura ekologiczna pokazuje stopień przystosowania populacji do środowiska . Oprócz liczby i zagęszczenia do właściwości populacji zaliczamy: śmiertelność (to ubytki osobników występujące w populacji), rozrodczość (to zdolność populacji do wydawania potomstwa), strukturę wieku i płci, USTABILIZOWANA ROZWIJAJĄCA SIĘ STARZEJĄCA SIĘ Wiek 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 MĘŻCZYŹNI KOBIETY Nadwyżka liczby kobiet nad liczbą mężczyzn Nadwyżka liczby mężczyzn nad liczbą kobiet potencjał biotyczny (określa zdolność organizmu do przetrwania w walce o byt, pomimo niesprzyjających warunków środowiska zewnętrznego), szybkość rozprzestrzeniania się, wzrost (jest to liczba osobników, o które zwiększa się populacja w jednostce czasu). ZAGĘSZCZENIE POPULACJI jest to liczba osobników przypadająca na jednostkę powierzchni lub objętości . Zagęszczenie jest wskaźnikiem stopnia rozwoju populacji na danym terenie. Bardzo ważną informacją w badaniach ekologicznych są zmiany w zagęszczeniu , jakie następują w określonym czasie oraz szybkość zachodzenia tych zmian . Zmiany liczebności przedstawia się za pomocą tzw. krzywych wzrostu populacji . Cechą charakterystyczną jest podobieństwo krzywych wyznaczanych dla wszystkich gatunków, z człowiekiem włącznie. Krzywe mają charakterystyczny przebieg, na którym rozróżnia się charakterystyczne fazy rozwoju populacji . FAZY ROZWOJU POPULACJI Wydolność środowiska 1 2 3 4 Populacja nieprzystosowana Populacja przystosowana do środowiska czas 1. Faza pozytywnego wzrostu (po pojawieniu się na danym obszarze kilku osobników określonego gatunku wzrost populacji na początku jest powolny). 2. Faza logarytmiczna (po fazie pozytywnego wzrostu następuje intensywny przyrost populacji według krzywej wykładniczej) 3. Faza negatywnego wzrostu (tempo wzrostu po fazie logarytmicznej zaczyna maleć w miarę jak wzrasta opór środowiska) 4. Faza równowagi (populacja osiąga poziom nasycenia i wydolności środowiska; opór środowiska równoważy się z tendencjami wzrostowymi populacji). Liczebność populacji zależy od wydolności środowiska . W zakres wydolności środowiska wchodzi: zasobność pokarmowa, odnawialność zasobów, pojemność przestrzenna siedliska itp. Populacje nieprzystosowane do danego środowiska przekraczają granicę wydolności środowiska, powodują zmniejszenie wydolności co prowadzi do raptownego zmniejszenia ich liczebności. Liczebność populacji przystosowanych do środowiska z reguły utrzymuje się poniżej granicy wydolności. Wyróżnia się cztery zasadnicze typy dynamiki liczebności populacji: 1. Typ wykładniczy. Intensywny wzrost występuje tutaj według postępu geometrycznego. Po osiągnięciu szczytu liczebności następuje jej opadanie. 2. Typ logistyczny. Charakterystyczny dla populacji, które opanowują nowe obszary o ograniczonych zasobach. 3. Typ cykliczny. Charakterystyczny dla populacji znajdującej się w niezrównoważonych warunkach siedliskowych bądź biocenotycznych. 4. Typ ustabilizowany. Charakterystyczny dla populacji znajdujących się w stałych warunkach środowiska i dysponujących sprawnymi mechanizmami regulacji liczebności. Jest to układ wyjątkowy w przyrodzie. PRAWA EKOLOGICZNE OPISUJĄCE TOLERANCJĘ ORGANIZMÓW Obecność i pomyślne bytowanie organizmów jest uwarunkowane od całego kompleksu czynników, od ich ilości i natężenia. Każdy czynnik, który zbliża się do granic tolerancji gatunku lub je przekroczy, nosi nazwę czynnika ograniczającego. Każdy gatunek wykazuje inne wymagania w stosunku do danego czynnika ekologicznego, a zdolność organizmu do przystosowania się do zmian danego czynnika nosi nazwę tolerancji ekologicznej. Przeżywalność Wzrost Przeżycie Ogólny schemat krzywej tolerancji gatunku OPTIMUM PESSIMUM PESSIMUM PEJUS PEJUS dpk gpk Przedział wartości danego czynnika, w którego obrębie organizm bytuje i utrzymuje swoje funkcje życiowe, określamy mianem zakresu tolerancji. Tolerancję organizmów na dany czynnik opisują dwa prawa : prawo minimum J. Liebiega oraz prawo tolerancji V.E. Shelforda . Prawo minimum Liebiga mówi, że możliwość rozwoju i wzrostu organizmu określa ten składnik, którego jest najmniej w stosunku do zapotrzebowania. Czynnikiem ograniczającym wzrost i rozwój rośliny może być niedobór wody, składnika pokarmowego, światła, niskie stężenie CO 2 , u zwierząt natomiast niedobór białka, witamin, wody itp. Prawo tolerancji Shelforda jest rozszerzeniem prawa minimum. Mówi ono, że możliwość bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika . Prawo Shelforda jest rozszerzone regułami: Tolerancja w stosunku do jednego czynnika zmienia się w zależności od sumy czynników działających w tym samym czasie, Organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika, a wąski do innego, Organizmy o szerokim zakresie tolerancji w stosunku do wszystkich czynników są również najszerzej rozprzestrzenione, Kiedy warunki środowiska nie są optymalne dla gatunku ze względu na jeden czynnik ekologiczny, to jego granice tolerancji wobec innych czynników mogą być zawężone. Osobniki lub populacje o określonym zakresie tolerancji nazywamy: Stenobiontami – organizmy te cechuje niewielka tolerancja w stosunku do czynników środowiska. Egzystują w warunkach o niewielkiej zmienności tych czynników. Są to: skorpiony, hipopotamy, kozice. Osobniki należące do tej grupy mogą być wykorzystywane jako bioindykatory (wskaźniki czystości środowiska), np. porosty, raki, pstrągi. Eurybionty – to organizmy o dużej tolerancji w stosunku do czynników środowiska. Aby określić strefy tolerancji ekologicznej należy ustalić punkty krytyczne względem badanego czynnika, a następnie wyliczyć zawartą strefę tolerancji . Metodą wyznaczania punktu krytycznego jest m.in. analiza śmiertelności organizmu, ale przy różnych stężeniach. Śmiertelne stężenia określają poszczególne wskaźniki: stężenie czynnika, przy którym giną wszystkie osobniki, stężenie czynnika, przy którego przekroczeniu śmiertelność rośnie do 100%, stężenie czynnika, przy którym osobniki przeżywają krótki czas, stężenie czynnika, przy którym ginie 50% osobników. Bibliografia: 1. Dojlido J.R.: Ekologia i ochrona środowiska. Wyd. Politechniki Radomskiej. Radom 1997. 2. Mackenzie A.: Ekologia. krótkie wykłady. PWN, Warszawa 2007. 3. Strzałko J., Mossor-Pietraszewska T.: Kompendium wiedzy z ekologii, PWN, Warszawa 2006. 4. Wiąckowski S.: Ekologia ogólna. Wyd. BRANTA, Bydgoszcz 2008. 5. Wnuk Z.: Wybrane zagadnienia z ekologii i ochrony środowiska. Oficyna Wydawnicza PRz, Rzeszów 1997. [ Pobierz całość w formacie PDF ] |