Populačná ekológia, aké štúdie, parametre, metodológia, príklady

ekológia obyvateľstva alebo demoekológia je štúdium populácií a ich vzťahu k životnému prostrediu. Jeho cieľom je charakterizovať obyvateľstvo z hľadiska narodenia, úmrtnosti, prisťahovalectva a emigrácie, popri definovaní parametrov populácie, ako je hustota, priestorové rozloženie a vekové rozdelenie jednotlivcov..

Populácia je definovaná ako skupina jedincov patriacich k druhu, ktorý žije v spoločnom priestore súčasne. Členovia obyvateľstva využívajú rovnaké zdroje a vzájomne pôsobia. Hranice obyvateľstva môžu byť prirodzené (napr. Ryby v jazere) alebo ich môže určiť výskumník.

Výskum v populačnej ekológii môže zahŕňať laboratórnu prácu, terénnu prácu a aplikovanie matematických a štatistických modelov na študijnú skupinu.

index

• 1 Čo študuje??
• 2 Populačný koncept
• 3 Parametre štúdie
  • 3.1 Veľkosť a rast populácie
  • 3.2 Hustota
  • 3.3 Disperzia
• 4 Metodika
  • 4.1 Veľkosť obyvateľstva
  • 4.2 Štruktúra obyvateľstva
• 5 Príklad skutočného výskumu
• 6 Aplikácie
• 7 Referencie

Čo študuje?

Ekológiu populácií možno odlíšiť od iných štúdií v podobných vedách - ako je štúdium krajiny a ekosystémov - podľa rozsahu a prístupu disciplíny. Hlavným predmetom štúdie je skupina organizmov, ktoré súvisia z taxonomického alebo funkčného hľadiska.

Pojem populačná ekológia sa snaží odpovedať na otázky týkajúce sa zaťaženia životného prostredia, optimálnej veľkosti populácie, príčin a mechanizmov, ktorými sa veľkosť zväčšuje, ako aj distribúcie populácií..

Podobne, tento súbor poznatkov sa snaží porozumieť vnútrodruhovým ekologickým vzťahom, kompetenciám volania alebo vzájomnému vzťahu medzi jednotlivcami patriacimi k rovnakému druhu a medzidruhové vzťahy, ako sú predátorské a koevolučné procesy.

Populačný koncept

Keď hovoríme o ekológii populácií, je potrebné definovať, čo je to populácia. V tejto súvislosti je populácia definovaná ako skupina organizmov, ktoré majú schopnosť reprodukovať sa a nachádzajú sa v spoločnej priestorovej oblasti (to znamená, že sú súbežne). Tento koncept je synonymom biologickej populácie.

Títo jedinci tvoria funkčnú jednotku, v ktorej vzájomne pôsobia a môžu sa rozmnožovať. Všimnite si, že koncepcia miestneho obyvateľstva sa líši od koncepcie druhov a populácie druhov. V týchto prípadoch je pojem populácie vopred definovaný výskumníkom a môže sa stať svojvoľným.

Populácie sa vyvíjajú prirodzeným výberom, ktorý pôsobí na dedičné variácie medzi jednotlivcami a mení frekvencie rôznych charakteristík v čase.

V posledných dvadsiatich rokoch sa dôraz na ekológiu populácií zmenil na ekológiu „metapopulácií“..

Tento koncept vyvinutý Levinmi zahŕňa "populácie populácií" a podľa tejto vízie je každé miestne obyvateľstvo náchylné na zánik, ale môže byť vyvážené procesmi prisťahovalectva z iných populácií..

Parametre štúdie

Ekológia populácií sa zameriava na štúdium určitých vlastností skupiny, najmä rastu, prežitia a reprodukcie. Najdôležitejšie parametre sú:

Veľkosť a rast populácie

Rast populácie je určený kombináciou štyroch procesov: reprodukcie (či už sexuálnej alebo asexuálnej), úmrtnosti, prisťahovalectva a emigrácie..

Miera rastu populácie je vnútorná rýchlosť rastu populácie, označená písmenom r a je definovaná ako miera rastu na jednotlivca (alebo na obyvateľa) za jednotku času v populácii..

Ako už bolo uvedené, pojem populácie zahŕňa premenné čas a priestor, takže veľkosť populácie a miery rastu sú vypočítané pre konkrétnu časovú a priestorovú jednotku..

Existuje niekoľko modelov rastu populácie: exponenciálny a logistický. Prvá predstavuje populáciu v neobmedzenom prostredí a podľa modelu, ako sa počet obyvateľov zvyšuje, rast sa zrýchľuje. Tento vzor však nemožno dlhodobo aplikovať na žiadnu populáciu.

Naopak, logistický model je realistickejší a zahŕňa pojem "nosnosť" - maximálna veľkosť populácie, ktorú môže prostredie podporovať.

hustota

Populácie môžu byť opísané z hľadiska ich hustoty a disperzie. Hustota sa vzťahuje na počet jedincov na plochu alebo objem - počet rastlín na meter štvorcový alebo počet baktérií na mililiter v skúmavke. Tento parameter je dynamický.

Hustota obyvateľstva môže byť regulovaná faktormi, ako je miera pôrodnosti a úmrtnosti, ktoré spomaľujú rast populácie a stabilizujú ju v blízkosti svojej nosnej kapacity.

rozptyl

Disperzia je priestorový model, ktorý populácia sleduje a môže sa podstatne líšiť v závislosti od miestnej hustoty a ekologických charakteristík prostredia. Je logické myslieť si, že najvhodnejšie regióny pre určitý druh budú obývané vo väčšom pomere.

Sociálne interakcie zvierat môžu tiež ovplyvniť rozptýlenie obyvateľstva.

Zoskupenie jednotlivcov v určitých oblastiach je najbežnejším typom rozptylu. Napríklad obojživelníci trávia väčšinu svojho času pod skalami, pretože poskytujú vlhšie prostredie ako oblasti vystavené slnku, a tak sa vyhýbajú vysychaniu..

V nepravdepodobnom prípade, že podmienky prostredia sú homogénne, distribúcia jednotlivcov bude náhodná.

Jednotný rozptylový obrazec nie je bežný a ak je pozorovaný, môže byť dôsledkom interakcií medzi jednotlivcami. Niektoré rastliny môžu produkovať chemikálie, ktoré inhibujú klíčenie ich spoločníkov v blízkych oblastiach alebo v prípade teritoriálnych zvierat môžu odcudziť iných jednotlivcov..

metodológie

Ekológia populácií integruje vývoj teórií, laboratórnej práce a terénnej práce.

Avšak s modernizáciou disciplíny a príchodom počítačov schopných vykonávať dôležité štatistické práce existuje obrovské množstvo údajov, ktoré môžu obyvatelia ekológie využívať bez potreby terénnej práce..

Znalosť počtu jednotlivcov, ktorí tvoria populáciu (táto hodnota je známa ako "veľkosť populácie") a jej rozdelenie sú niektoré z hlavných cieľov populačnej ekológie a možno ich odhadnúť na základe niekoľkých metodík.

Ďalej budú opísané najpoužívanejšie techniky na odhad relevantných parametrov v ekológii populácií:

Veľkosť obyvateľstva

Prvý prístup - a ten najintuitívnejší - je priame počítanie jednotlivcov. Táto technika sa dá aplikovať na malé populácie, kde počet zabezpečuje presnú hodnotu.

Ak chcete napríklad študovať počet domácich psov v regióne, počet hviezdice v plytkej oblasti alebo počet miestnych vysokoškolských študentov.

Ak je však cieľom výskumu väčšia skupina, priame počítanie nie je životaschopnou alternatívou.

V týchto prípadoch sa vykonáva nepriamy počet obyvateľov. Ak je distribúcia študijného organizmu veľmi široká, organizmy sa môžu počítať v ohraničenej oblasti a potom sa extrapolujú do skutočnej oblasti..

Počet jedincov možno tiež odhadnúť nepriamo pomocou dôkazov, ako sú hniezda, nory alebo vzorky výkalov.

Nakoniec sa môže použiť metóda zachytávania a opätovného zachytávania, ktorá sa široko používa na štúdium populácií zvierat. Prvým krokom je odchyt zvierat, ich označenie a uvoľnenie. Potom sa opäť zachytia a veľkosť sa odhaduje vo vzťahu k jednotlivcom, ktorých zajali a označili.

Štruktúra obyvateľstva

Populačné štúdie sa okrem iného snažia charakterizovať obyvateľstvo z hľadiska pohlavia, štádia vývoja jednotlivca, reprodukčného štádia.

Na splnenie tohto cieľa je potrebné poznať približný vek organizmu. V prípade cicavcov možno pozorovať opotrebovanie zubnej protézy, v iných skupinách zvierat ju možno odvodiť od stavu štruktúr, ako sú rohy alebo perie.

V rastlinnej ríši sa rastové prstence počítajú v kmeni stromov. Existujú aj techniky molekulárnej biológie, ktoré nám umožňujú odhadnúť vek organizmov.

Príklad skutočného výskumu

V roku 1996 Trajan skúmal ekológiu populácií spoločného upíra Desmodus rotundus (Chiroptera). Prostredníctvom pokusov o zachytenie a znovunadobudnutie dokázal dospieť k záveru, že veľkosť kolónie sa mení mesačne, čo naznačuje, že netopiere sa často pohybujú z jaskyne do jaskyne..

Podľa tejto štúdie je netopier schopný migrovať do teplejších oblastí, keď si to vyžaduje počasie. Minimálna hustota obyvateľstva bola 3,5 jednotlivca na kilometer štvorcový.

aplikácie

Poznatky o ekológii populácií sú nevyhnutné pre biológov ochrany a manipulácie s faunou a zdrojmi. Na riešenie problémov súvisiacich so zachovaním biodiverzity je potrebné mať presné informácie o ekológii obyvateľstva študijnej skupiny.

Napríklad, ak chcete študovať, aké sú dôvody, prečo obojživelníky sú klesajúci počet na celom svete alebo zavedenie cudzieho druhu ovplyvňuje nejako miestne druhy je nutné mať k dispozícii dáta z populačnej ekológie.

referencie

1. Hannan, M. T., & Freeman, J. (1977). Populačná ekológia organizácií. Americký sociologický časopis, 82(5), 929-964.
2. Parga, M. E., & Romero, R. C. (2013). Ekológia: vplyv súčasných environmentálnych problémov na zdravie a životné prostredie. Ecoe Editions.
3. Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., & Jackson, R.B. (2014). Campbell Biology. Pearson.
4. Rockwood, L. L. (2015). Úvod do populačnej ekológie. John Wiley & Sons.
5. Trajano, E. (1996). Pohyby jaskynných netopierov v juhovýchodnej Brazílii, s dôrazom na populačnú ekológiu bežného netopiera netopiera, Desmodus rotundus (Chiroptera). Biotropica 28(1), 121-129.