Informasjon

3.6: Grenser for populasjoner - Biologi

3.6: Grenser for populasjoner - Biologi



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Det er gitt (det vil si et empirisk påviselig faktum) at alle organismer er i stand til å produsere mange flere enn én kopi av seg selv. Ved slutten av 500 år kunne et enkelt elefantpar (teoretisk) produsere ~ 15 000 000 levende etterkommere.72 Det er klart at hvis disse 15 000 000 elefantene parret seg til å danne 75 000 000 hekkende par, kan det være så mange som 7,5 x 10 i løpet av ytterligere 500 år (totalt 1000 år)6 x 1,5 x 107 eller 1,125 x 1014 elefanter. Forutsatt at hver voksen elefant veier ~ 6000 kilo, som er gjennomsnittet mellom større hanner og mindre hunner, ville sluttresultatet være ~ 6,75 x 1018 kilo elefant. Igjen, vi gjør klart minst en feil i logikken vår.

Elefanter og bakterier er ikke de eneste typene organismer på jorden. Faktisk kan hver kjent type organisme produsere mange flere avkom enn det som er nødvendig for å erstatte seg selv før de dør. Denne egenskapen er kjent som superfecundity. Men ubegrenset vekst skjer ikke og kan ikke skje veldig lenge - andre faktorer må handle for å begrense den. Faktisk, hvis du skulle overvåke populasjonene til de fleste organismer, ville du oppdage at antallet av en bestemt organisme i et bestemt miljø har en tendens til å svinge rundt et såkalt steady state-nivå. Med steady state mener vi at selv om dyr kontinuerlig blir født og dør, forblir det totale antallet organismer omtrent konstant.

Så hva balanserer effektene av superfecundity, hva begrenser befolkningsveksten? Det åpenbare svaret på dette spørsmålet er det faktum at ressursene som trengs for vekst er begrensede og det er begrensede steder for organismer å leve. Thomas Malthus (1766-1834) var den første som tydelig formulerte rollen som begrensede ressurser som en begrensning for befolkningen. Hans var et rent logisk argument. Konkurranse mellom økende antall organismer om begrenset tilgang på ressurser vil nødvendigvis begrense antall organismer. Malthus tegnet et ganske dystert bilde av organismer som sliter med hverandre for å få tilgang til disse ressursene, med mange som lever i en organismisk versjon av fattigdom, som dør av sult fordi de ikke kunne utkonkurrere andre om maten eller plassene de trengte for å trives. Et poeng som Malthus ignorerte, eller mer sannsynlig var uvitende om, er at organismer sjelden oppfører seg på denne måten. Det er vanlig å finne forskjellige typer atferd som begrenser den direkte kampen om ressurser. For eksempel må en voksen i noen organismer etablere (og forsvare) et territorium før det kan reprodusere.73 Sluttresultatet av denne typen atferd er å stabilisere befolkningen rundt et steady state -nivå, som er en funksjon av både miljømessige og atferdsmessige begrensninger.

En organismes miljø inkluderer alle faktorer som påvirker organismen og som organismen påvirker andre organismer og deres miljøer. Disse inkluderer faktorer som klimaendringer, samt endringer i tilstedeværelse eller fravær av andre organismer. For eksempel, hvis en organisme er avhengig av viktige måter av en annen, vil utryddelsen av den første nødvendigvis påvirke den andres overlevelse.74 På samme måte kan introduksjonen av en ny type organisme eller et nytt trekk (tenk oksygenisk fotosyntese) i et etablert miljø forstyrre eksisterende interaksjoner og tilstander. Når miljøet endres, kan det eksisterende steady state -befolkningsnivået være uholdbart, eller mange av de forskjellige typene organismer som er tilstede er kanskje ikke levedyktige. Hvis klimaet blir tørrere eller våtere, kaldere eller varmere, hvis årlige temperaturer når større ekstremer, eller hvis nye organismer (inkludert nye sykdomsfremkallende patogener) kommer inn i et område, kan gjennomsnittlig befolkningstetthet endres eller i noen tilfeller hvis miljøendringen er drastisk nok, kan til og med falle til null, med andre ord kan visse populasjoner dø ut. Miljøforhold og endringer vil påvirke det bærekraftige steady state -befolkningsnivået til en organisme (noe å tenke på i forbindelse med global oppvarming, uansett årsak).

Et umiddelbart eksempel på denne typen oppførsel involverer den menneskelige befolkningen. En gang begrenset av sykdom, krig og periodisk hungersnød, har innføringen av bedre folkehelse- og sanitetstiltak, en sikrere matforsyning og reduksjoner i spedbarnsdødelighet ført til at befolkningen har økt dramatisk. Nå, i mange land, ser det ut til at befolkningen er på vei til en ny stabil tilstand, selv om nøyaktig hva det endelige befolkningens totale nivå vil være, er uklart.75 Ulike modeller har blitt utviklet basert på forskjellige nivåer av gjennomsnittlig fruktbarhet. I en rekke land har fødselsraten allerede falt til lavfruktbarhet, selv om det ikke er noen garanti for at den blir der!76 På dette domenet (ignorerer innvandring), reduseres et lands befolkning faktisk over tid, siden antall fødte barn ikke er lik antallet mennesker som dør. Dette kan i seg selv skape sosiale påkjenninger. Nedgang i fødselsrate per kvinne korrelerer med reduksjoner i spedbarnsdødelighet (vanligvis på grunn av vaksinasjon, forbedret ernæring og hygiene) og økninger i utdanningsnivået og reproduktiv selvbestemmelse (det vil si frigjøring) av kvinner. Der kvinner har rett til å kontrollere sin reproduktive oppførsel, pleier fødselsraten å være lavere. Klart endringer i miljøet, og her inkluderer vi det sosiopolitiske miljøet, kan dramatisk påvirke atferd og tjene til å begrense reproduksjon og befolkningsnivå.


45.3 Miljøgrenser for befolkningsvekst

Ved slutten av denne delen vil du kunne gjøre følgende:

  • Forklar egenskapene til og forskjellene mellom eksponensielle og logistiske vekstmønstre
  • Gi eksempler på eksponentiell og logistisk vekst i naturlige populasjoner
  • Beskriv hvordan naturlig utvalg og miljøtilpasning førte til utviklingen av bestemte livshistoriske mønstre

Selv om livshistorier beskriver måten mange kjennetegn ved en befolkning (for eksempel deres aldersstruktur) endres på over tid på en generell måte, bruker befolkningsøkologer en rekke metoder for å modellere befolkningsdynamikk matematisk. Disse mer presise modellene kan deretter brukes til å nøyaktig beskrive endringer som skjer i en populasjon og bedre forutsi fremtidige endringer. Enkelte godt aksepterte modeller blir nå modifisert eller til og med forlatt på grunn av mangel på forutsigbarhet, og forskere streber etter å lage effektive nye modeller.

Eksponensiell vekst

Charles Darwin, i sin teori om naturlig seleksjon, var sterkt påvirket av den engelske presten Thomas Malthus. Malthus ga ut en bok i 1798 om at populasjoner med ubegrensede naturressurser vokser veldig raskt, noe som representerer en eksponentiell vekst, og deretter reduseres befolkningsveksten etter hvert som ressursene blir utarmet, noe som indikerer en logistisk vekst.

Det beste eksemplet på eksponentiell vekst er sett hos bakterier. Bakterier formerer seg ved prokaryot fisjon. Denne inndelingen tar omtrent en time for mange bakteriearter. Hvis 1000 bakterier plasseres i en stor kolbe med ubegrenset tilførsel av næringsstoffer (slik at næringsstoffene ikke blir oppbrukt), etter en time, er det en divisjonsrunde og hver organisme deler seg, noe som resulterer i 2000 organismer - en økning på 1000. I løpet av en time til vil hver av de 2000 organismene doble og produsere 4000, en økning på 2000 organismer. Etter den tredje timen skulle det være 8000 bakterier i kolben, en økning på 4000 organismer. Det viktige konseptet med eksponentiell vekst er den akselererende befolkningsveksten - antallet organismer som legges til i hver reproduktiv generasjon - det vil si at den øker i større og større hastighet. Etter 1 dag og 24 av disse syklusene ville befolkningen ha økt fra 1000 til mer enn 16 milliarder. Når befolkningsstørrelsen, N, plottes over tid, produseres en J-formet vekstkurve (figur 45.9).

Bakterieeksemplet er ikke representativt for den virkelige verden der ressursene er begrensede. Videre vil noen bakterier dø under eksperimentet og dermed ikke reprodusere, noe som reduserer veksthastigheten. Derfor, når du beregner veksthastigheten til en befolkning, vil dødeligheten (D) (antall organismer som dør i løpet av et bestemt tidsintervall) trekkes fra fødselsraten (B) (tallorganismer som blir født i løpet av dette intervallet). Dette er vist i følgende formel:

Fødselsraten er vanligvis uttrykt per innbygger (for hver enkelt). Og dermed, B (fødselsrate) = bN (fødselsraten per innbygger ”b"Ganget med antall individer"N”) Og D (dødelighet) = dN (dødeligheten per innbygger "d" multiplisert med antall individer "N”). I tillegg er økologer interessert i befolkningen på et bestemt tidspunkt, et uendelig lite tidsintervall. Av denne grunn brukes terminologien til differensialberegning for å oppnå den "øyeblikkelige" vekstraten, og erstatte endring i antall og tid med en øyeblikkelig spesifikk måling av antall og tid.

Legg merke til at "d”Assosiert med det første begrepet refererer til derivatet (ettersom begrepet brukes i beregning) og er forskjellig fra dødeligheten, også kalt“d. ” Forskjellen mellom fødsels- og dødsraten forenkles ytterligere ved å erstatte begrepet "r”(Egen økningshastighet) for forholdet mellom fødsel og dødelighet:

Verdien "r ” kan være positiv, noe som betyr at befolkningen øker i størrelse eller negativ, noe som betyr at befolkningen synker i størrelse eller null, der befolkningens størrelse er uendret, en tilstand som kalles null befolkningsvekst. En ytterligere forbedring av formelen anerkjenner at forskjellige arter har iboende forskjeller i deres egen økningshastighet (ofte tenkt på som potensial for reproduksjon), selv under ideelle forhold. Det er åpenbart at en bakterie kan reprodusere seg raskere og ha en høyere egenvekst enn et menneske. Den maksimale vekstraten for en art er dens biotiske potensial, eller rmaks , og endrer dermed ligningen til:

Logistisk vekst

Eksponensiell vekst er bare mulig når uendelige naturressurser er tilgjengelige, dette er ikke tilfelle i den virkelige verden. Charles Darwin anerkjente dette faktum i sin beskrivelse av "kampen for eksistens", som sier at individer vil konkurrere (med medlemmer av sin egen eller andre art) om begrensede ressurser. De vellykkede vil overleve for å videreformidle sine egne egenskaper og egenskaper (som vi vet nå overføres av gener) til neste generasjon i større takt (naturlig utvalg). For å modellere virkeligheten av begrensede ressurser utviklet befolkningsøkologer den logistiske vekstmodellen.

Bæreevne og logistisk modell

I den virkelige verden, med sine begrensede ressurser, kan eksponentiell vekst ikke fortsette på ubestemt tid. Eksponensiell vekst kan forekomme i miljøer der det er få individer og rikelig med ressurser, men når antallet individer blir stort nok, vil ressursene bli oppbrukt, noe som reduserer vekstraten. Til slutt vil veksthastigheten platåere eller avta (Figur 45.9). Denne befolkningsstørrelsen, som representerer den maksimale befolkningsstørrelsen som et bestemt miljø kan støtte, kalles bæreevnen, eller K .

Formelen vi bruker til å beregne logistisk vekst legger til bæreevnen som en modererende kraft i vekstraten. Uttrykket "KN”Angir hvor mange individer som kan legges til i en populasjon på et gitt stadium, og“KN"Delt på"K”Er brøkdelen av bæreevnen som er tilgjengelig for videre vekst. Dermed er den eksponentielle vekstmodellen begrenset av denne faktoren for å generere den logistiske vekstligningen:

Legg merke til det når N er veldig liten, (K-N)/K blir nær K/K eller 1, og høyre side av ligningen reduseres til rmaksN, noe som betyr at befolkningen vokser eksponensielt og ikke påvirkes av bæreevne. På den annen side, når N er stor, (K-N)/K kommer nær null, noe som betyr at befolkningsveksten vil bremse kraftig eller til og med stoppe. Dermed reduseres befolkningsveksten sterkt i store populasjoner av bæreevnen K. Denne modellen åpner også for befolkningen i en negativ befolkningsvekst, eller en befolkningsnedgang. Dette skjer når antall individer i befolkningen overstiger bæreevnen (fordi verdien av (K-N)/K er negativ).

En graf over denne ligningen gir en S-formet kurve (figur 45.9), og det er en mer realistisk modell for befolkningsvekst enn eksponensiell vekst. Det er tre forskjellige seksjoner til en S-formet kurve. I utgangspunktet er veksten eksponentiell fordi det er få individer og mange ressurser tilgjengelig. Etter hvert som ressursene begynner å bli begrenset, reduseres vekstraten. Til slutt avtar veksten ved miljøets bæreevne, med liten endring i befolkningens størrelse over tid.

Rollen til intraspesifikk konkurranse

Den logistiske modellen forutsetter at hvert individ i en befolkning vil ha lik tilgang til ressurser og dermed en like stor sjanse til å overleve. For planter er mengden vann, sollys, næringsstoffer og plass til å vokse viktige ressurser, mens viktige ressurser hos dyr inkluderer mat, vann, ly, hekkeplass og kamerater.

I den virkelige verden betyr fenotypisk variasjon blant individer i en befolkning at noen individer vil bli bedre tilpasset miljøet enn andre. Den resulterende konkurransen mellom populasjonsmedlemmer av samme art om ressurser betegnes intraspesifikk konkurranse (intra- = "innen" -spesifikk = "art"). Intraspesifikk konkurranse om ressurser påvirker kanskje ikke populasjoner som er godt under bæreevnen - ressurser er mange og alle kan få det de trenger. Etter hvert som befolkningsstørrelsen øker, intensiveres imidlertid denne konkurransen. I tillegg kan akkumulering av avfallsprodukter redusere miljøets bæreevne.

Eksempler på logistisk vekst

Gjær, en mikroskopisk sopp som brukes til å lage brød og alkoholholdige drikkevarer, viser den klassiske S-formede kurven når den vokser i et reagensrør (Figur 45.10a). Veksten avtar når befolkningen tømmer næringsstoffene. I den virkelige verden er det imidlertid variasjoner til denne idealiserte kurven. Eksempler i ville bestander inkluderer sau og steinkobbe (Figur 45.10b). I begge eksemplene overstiger populasjonsstørrelsen bæreevnen i korte perioder og faller deretter under bæreevnen etterpå. Denne svingningen i befolkningsstørrelse fortsetter å oppstå når befolkningen svinger rundt bæreevnen. Likevel, selv med denne svingningen, er den logistiske modellen bekreftet.

Visuell tilkobling

Hvis selens viktigste matkilde synker på grunn av forurensning eller overfiske, hvilket av følgende vil sannsynligvis skje?


Effekter av interspesifikk konkurranse på befolkningen

Konkurranse om ressurser som oppstår mellom medlemmer av forskjellige arter kalles inter-spesifikk konkurranse.

Konkurranse om mat gjelder også individer av forskjellige arter som krever samme type mat.

For eksempel kan to forskjellige rovdyrarter konkurrere om de samme byttedyrartene.

Alvorligheten av den interspesifikke konkurransen avhenger av omfanget av likhet eller overlapping i kravene til forskjellige individer og mangel på forsyning i habitatet. En slik konkurranse kan ha følgende effekter på befolkningen.

De åtte effektene av interspesifikk konkurranse på befolkningen er som følger:

1. Regulering av befolkningsstørrelse 2. Segregering av arter i forskjellige nisjer 3. Prinsipp for utelukkelse av konkurranse 4. Utnyttende konkurranse 5. Interferenskonkurranse 6. Konkurranse og biologisk variasjon 7. Konkurranse og karakterforskyvning 8. Logistisk ligning og interspesifikk konkurranse.

1. Regulering av befolkningsstørrelse:

Konkurransens rolle i regulering av befolkningsstørrelse er direkte effektiv ved å forårsake dødelighet gjennom kamp, ​​ødeleggelse av reir og tap av matforsyninger. Medfører også økt predasjon og spredning til andre regioner.

2. Segregering av arter i forskjellige nisjer:

Interspesifikk konkurranse er den mest kritiske faktoren som begrenser en art til en bestemt nisje. Dette blir tydelig med ekspansjonen av arten utover de vanlige grensene for dens nisje når denne konkurransen er over. Dermed resulterer interspesifikk konkurranse i segregering av arter i forskjellige nisjer.

3. Prinsipp for konkurranseutestengelse:

Prinsippet har blitt oppkalt på forskjellige måter etter hovedforfatternes prinsipp (Gause ’s -prinsippet (Lack, 1944), Volterra – Gause -prinsippet (Hutchinson, 1957) og prinsippet om Hardin ’s konkurranseutestengelse). Gause ’s konkurranseekskluderingsprinsipp sier at ingen to arter kan sameksistere hvis de opptar samme nisje. Med andre ord, en økologisk nisje kan ikke samtidig og fullstendig okkuperes av stabiliserte bestander av mer enn én art.

I sitt klassiske eksperiment vokste Gause (1934) først Paramecium caudatum og Paramecium Ha i separate kulturer og fant at hver art vokste i antall i henhold til den logistiske ligningen. Imidlertid vokser P. aurelia i antall raskere enn P. caudatum og viser flere individer i samme volum av kulturmedium.

Men da han vokste de to artene sammen i samme kulturvolum, observerte han at begge arter i utgangspunktet vokste i antall, men til slutt gikk P. caudatum ned og ble utdødd (fig. 3.6). Han gjentok eksperimentet og fant ut at P. aurelia alltid vant konkurransen mellom de to artene. Gause tilskrev resultatet til familien til ‘ men en enkelt nisje i forholdene til eksperimentet ’.

Det er andre eksempler som illustrerer Gause -prinsippet. Park (1948, 1954, 1962) gjennomførte laboratorieforsøk på to arter melbille, Tribolium confusum og Tribolium castaneum. Han fant ut at i blandede kulturer vinner en art alltid og#8220 vinner ” fremfor en annen. Men det var avhengig av miljøforholdene. T .castaneum vinner alltid (eller T. confusum blir utryddet) under forhold med høy temperatur (34 ° C) og høy luftfuktighet (70% relativ luftfuktighet), mens T. confusum alltid (T. castaneum blir utryddet) under kjølig-tørt klima, dvs. under forhold med lav temperatur og lav luftfuktighet (30% RH). Under noen forskjellige miljøforhold (tabell 3.1) overlevde tidens ene art, noen ganger den andre. Dette får oss til å konkludere med at arter kan sameksistere selv i møte med interspesifikk konkurranse, forutsatt at deres nisjer ikke overlapper for mye.

4. Utbyttende konkurranse:

Konkurransedyktig interaksjon kan forårsake utnyttelse, som utvikler seg når to arter konkurrerer dør samme ressurs. Når to melbiller, T. confusum og T. castaneum, holdes sammen, driver den ene ut den andre i konkurranse avhengig av laboratorieforholdene. Da deres kulturer var infisert av Adelina, en sporozoan parasitt som kan drepe billene, ble det imidlertid funnet å ha en viktig effekt på T. castaneum, men ingen på T. confusum.

Disse eksperimentene har vist at utfallet av konkurranse ikke er ufravikelig, men snarere påvirkes av ekstrinsiske faktorer som vær og parasitter og av iboende egenskaper som den genetiske sammensetningen av de konkurrerende populasjonene.

5. Intervensjonskonkurranse:

Det kan defineres som konkurranse der enkeltpersoner aktivt forstyrrer hverandre og tilgang til ressurser. Det oppstår når to arter ikke konkurrerer i utnyttelsesforstand, men når deres sameksistens i samme habitat endrer et atferdsmønster for den ene eller den andre. For eksempel kan lukten eller bare synet av en hannmus av en annen art forårsake abort hos nylig befruktede hunner av noen arter. Når både utnyttelse og interferens utvikler seg mellom sympatriske arter, er konkurransen mest intens.

6. Konkurranse og biologisk variasjon:

De selektive effektene av konkurranse påvirker naturligvis omfanget av variasjon som opprettholdes i artsbestandene. Effekten vil være relatert til den taksonomiske naturen til de konkurrerende befolkningene. Hvis habitatet er okkupert av en artsbestand sammensatt av interbreeding, men geografisk eller økologisk diskrete segmenter, for eksempel underarter eller økotyper, vil konkurransen mellom dem ha en tendens til å utvide variasjonen i de enkelte populasjonene til den er omtrent til variasjonen i habitatet.

Med andre ord vil det generelle toleranseområdet for arten utvide seg eller konkurransen vil ha en tendens til å utvide den biologiske variasjonen som allerede er tilstede i segmentene hvis habitatet derimot er okkupert av konkurrerende uavhengige artpopulasjoner, og genstrømmen vil derfor være veldig mye begrenset.

Presset av interspesifikk konkurranse vil i dette tilfellet velge fra hver artspopulasjon de genomene som gir en spesiell tilpasning til et bestemt og begrenset område av miljøet. I dette tilfellet vil konkurransen derfor ha en tendens til å begrense den biologiske variasjonen som er tilstede i hver av de konkurrerende artene.

7. Konkurranse og karakterforskyvning:

Karakterforskyvning er definert som divergensen i egenskapene til to ellers like arter der områdene deres overlapper hverandre, forårsaket av de selektive effektene av konkurranse mellom artene i området med overlapping.

I fenomenet karakterforskyvning skiller karaktertrekkene til to nært beslektede arter seg mer når de forekommer i sympatri (to arter som eksisterer i samme geografiske område) enn i allopatri (når fordelingen ikke overlapper hverandre, sies det at de er allopatriske) . Bakkenfinkene (Geospiza spp.) På Galapagosøyene, først beskrevet av Darwin, gir et eksempel på karakterforskyvning. Karakterforskyvning oppstår når interspesifikk konkurranse resulterer i naturlig seleksjon som forårsaker endringer i morfologien til to nært beslektede arter.

8. Logistisk ligning og interspesifikk konkurranse:

For en enkelt befolkning, i, kan vi skrive den logistiske ligningen –

I denne ligningen har alle parameterne blitt abonnert for å vise at de er spesifikke for populasjon i. Intraspesifikk konkurranse fremstår som begrepet Ni/Ki. Når Ni nærmer seg Ki, nærmer Ni/Ki seg 1 og mengden (1 – Ni/Ki) nærmer seg 0. En stabil likevekt (dNi/dt = 0) oppnås når Ni = Ki.

Hvis det er en befolkning j som konkurrerer med populasjonen i om ressurser og befolkning J har en tetthet Nj og en bæreevne Kj. Konkurransepresset til befolkningen j vil naturligvis ha en negativ effekt på befolkningen i og vil redusere befolkningens vekst i. Denne ideen kan inkorporeres i den logistiske ligningen ved å trekke fra et begrep som representerer effekten av interspesifikk konkurranse (med art j på art i).

dNi/dt = ri Ni (1 - Ni/Ki – [Konkurransedyktig effekt av j på i])

Denne ligningen inneholder nå vilkår for både intra-spesifikk konkurranse (Ni/Ki) og inter-spesifikk konkurranse. Begge begrepene fungerer som rabatterte termer (subtraksjoner) og ligningen kan skrives som: dNi/dt = ri Ni (1 – [intra-spesifikk konkurranse] – [konkurranseeffekt av j på i] Det må forstås at i denne modellen er de intra-spesifikke og inter-spesifikke effektene uavhengige av hverandre.For å vise en interaksjon mellom de to effektene må vi inkludere et begrep der produktet av de to ble trukket fra 1.

Volterra innlemmet interspesifikk konkurranse i den logistiske ligningen ved å inkorporere begrepet aij Nj/Ki i mengden i parantesene. Derfor blir ligning –

DNi/dt = ri Ni (1 - Ni/Ki - aijNj/Ki)

Hvor Nj = antall individer av den konkurrerende arten j

aij = konkurransekoeffisient

Konkurranse -koeffisienten kan defineres som et mål på i hvilken grad en art, j, utnytter ressursene til en annen, i, uttrykt i form av populasjonskonsekvensene av interaksjonen. Med andre ord, aij er effekten av et individ av art j på den eksponentielle vekstraten for bestanden av arter i. Multiplikasjonen av aij med Nj (størrelsen på den konkurrerende populasjonen j) konverterer bestanden av den konkurrerende arten til enheter av arter i som den har effekt på.

Å dele produktet aij Nj med Ki, som vist i ligningen, gir andelen av bæreevnen til i som tas opp av ekvivalente enheter av individer av i. Imidlertid vil befolkning i også ha en viss konkurranseeffekt på befolkningen j.

Dette kan vises med følgende ligning:

dNj/dt = rjNj (1 – Nj/Kj – ajiNi/Kj) Denne ligningen viser hvordan intraspesifikk konkurranse i befolkningen j og konkurranseeffekten av befolkningen i på befolkningen j, påvirker befolkningens vekstrate.


Befolkning og bærekraft

Befolkningsstørrelse er a balansere mellom dødsrate og reproduksjonshastighet. Et habitat kan ikke støtte en befolkning større enn dens bæreevne på grunn av begrensende faktorer, hvilket sted a grense på befolkningsstørrelse. De begrensende faktorene kan omfatte mat, vann, lys, oksygen, husly, rovdyr,parasitter, intensiteten på konkurranse innenfor og mellom arter etc.

(b) forklare betydningen av begrepet bæreevne

(c) beskrive forhold mellom rovdyr og byttedyr og deres mulige effekter på populasjonsstørrelsene til både rovdyret og byttet

Rovdyr er dyr som jakter andre dyr (byttedyr). Rovdyr kan fungere som en begrensende faktor på en byttes befolkningsstørrelse.

  1. Flere rovdyr = mer byttedyr spist.
  2. Byttedyrsbestanden reduseres = mindre mat til rovdyr.
  3. Færre rovdyr overlever = rovdyrpopulasjonen minker.
  4. Færre byttedyr nå spist = byttedyrsbefolkningen øker.
  5. Flere byttedyr = rovdyrstall øker og syklusen begynner igjen.

(d) med eksempler forklare begrepene interspesifikk og intraspesifikk konkurranse

Konkurranse oppstår når ressurser(som mat eller vann) er ikke tilstede i tilstrekkelige mengder for å tilfredsstille behovene til alle individer som er avhengige av disse ressursene. Etter hvert som konkurransens intensitet øker, vil produksjonshastigheten synker (færre organismer har nok organismer til å reprodusere), mens dødeligheten øker (færre organismer har nok ressurser til å overleve). Det er to typer konkurranse:

  • Intraspesifikk konkurranse- konkurranse mellom enkeltpersoner i samme art for de samme ressursene, f.eks. hannhjort som låser horn når han konkurrerer om kamerater.
  • Interspesifikk konkurranse- konkurranse mellom enkeltpersoner av forskjellige arter for de samme ressursene, f.eks. geparder og løver som konkurrerer om det samme byttet.

I 1934, GeorgyiFrantsevitchGause vokste to arter av Paramecium, både hver for seg og sammen. Når det var sammen, var det det konkurranse for mat, med Paramecium aurelia å skaffe mer mat effektivt enn Parameciumcaudatum, resulterer i Paramecium caudatum dø ut og tallene for Paramecium aurelia økende, til slutt blir det bare arter igjen.

Gause konkluderte med at mer overlapping mellom to nisjer ville resultere i mer intens konkurranse. Hvis to arter har nøyaktig samme nisje, ville en være det utkonkurrert av den andre og ville dø ut eller bli utryddet i det habitatet - konkurranseutestengelsesprinsipp - brukes til å forklare hvorfor bestemte arter bare vokser på bestemte steder.

Andre observasjoner og eksperimenter antyder imidlertid at utryddelse ikke nødvendigvis kommer til å skje:

  • Interspesifikk konkurranse kan resultere i en befolkning er mindre enn den andre, med begge befolkningsstørrelsene forblir relativt konstant.
  • Viktig å innse at det i laboratoriet er det lett å utelukke effekten av andre variabler, så habitatet til de to artene er fortsatt veldig stabilt. I naturen ville imidlertid en bredt spekter av variablerkan fungere som begrensende faktorer for vekst av forskjellige populasjoner - variabler kan endres daglig eller til og med i løpet av et år. For eksempel eksperimenter på konkurranse mellom melbiller Triboliumconfusum og Triboliumcastaneum opprinnelig bekreftet konkurranseutestengelsesprinsipp - den castaneum befolkningsstørrelsen økte, mens T. confusum døde ut - men til og med a liten endring i temperaturen kan endre utfallet slik T. confusum overlevde i stedet.

(e) skille mellom begrepene bevaring og bevaring

(g) forklare at bevaring er en dynamisk prosess som involverer ledelse og gjenvinning

Bevaring er den opprettholdelse av biologisk mangfold, inkludert mangfold mellom artene, genetisk mangfold med insekter, og vedlikehold av en rekke naturtyper og økosystemer. Bevaring er en dynamisk prosess som involverer ledelse og gjenvinning.

Dessverre kan en stadig økende menneskelig befolkning true biologisk mangfold gjennom:

  • Overutnyttelse av ville bestander for mat (f.eks. torsk i Nordsjøen), for sport (f.eks. haier) og for handel (f.eks. perler samlet fra saltvannsøsters og ferskvannsmuslinger): arter er høstet raskere enn de kan fylle opp
  • Ødeleggelse av habitat og fragmentering som et resultat av mer intensiv jordbrukspraksis, økt forurensing, eller utbredt bygg.
  • Introduksjon av arter til et økosystem av mennesker, bevisst eller ved et uhell. Disse kan utkonkurrere innfødte arter, som kan dø ut.

Bevaring kan innebære etablering av verneområder som f.eks Nasjonalparker eller Nettsteder av spesiell vitenskapelig interesse. Det kan også innebære å gi juridisk beskyttelse til truede arter, eller bevare dem ex-situ i dyreparker eller botaniske hager. Imidlertid krever opprettholdelse av biologisk mangfold i dynamiske økosystemer nøye styring.

Noen styringsstrategier inkluderer:

  • Øk bæreevnen ved å skaffe mer mat.
  • Flytt enkeltpersoner å utvide befolkningen.
  • Gjerde å begrense spredning av enkeltpersoner.
  • Kontroller predasjon og krypskyttere.
  • Vaksinere individer mot sykdom.
  • Bevare naturtyper av forhindre forurensning/forstyrrelse, eller gripe inn til begrense arvefremgangen, f.eks. kobber, klipper, beiter.

Bevaring er beskyttelsen av økosystemer, som ennå ikke er brukt av mennesker, og forlater det uberørt så den beholdes akkurat som den er.

(f) explain how the management of an ecosystem can provide resources in a sustainable way, with reference to timber production in a temperate country

With human population getting larger and expanding exponentially, it is putting press on our resources. More intensive methods need to be used to exploit our environment for resources, however such methods can disrupt or destroy ecosystems, reduce biodiversity or deplete resources. One situation is the potential conflict between our need for resources and conservation is in wood and timber production.

(h) discuss the economic, social and ethical reasons for conservation of biological resources

(i) outline, with examples, the effects of human activities on the animal and plant populations in the Galapagos Islands


Se videoen: Pembahasan KSNK Tahun 2020 Mapel Biologi no 50 (August 2022).