Οικολογία του πληθυσμού ποιες είναι οι μελέτες, οι παράμετροι, η μεθοδολογία, τα παραδείγματα

Το οικολογία του πληθυσμού ή demoecology είναι η μελέτη των πληθυσμών και η σχέση τους με το περιβάλλον. Αποσκοπεί στο να χαρακτηρίζουν τον πληθυσμό από την άποψη των γεννήσεων, θανάτων, της μετανάστευσης και αποδημίας, εκτός από τον καθορισμό παραμέτρων όπως η πυκνότητα του πληθυσμού, χωρική κατανομή και την ηλικιακή κατανομή των ατόμων.

Ο πληθυσμός ορίζεται ως ομάδα ατόμων που ανήκουν σε ένα είδος που ζουν ταυτόχρονα σε κοινό χώρο. Τα μέλη ενός πληθυσμού χρησιμοποιούν τους ίδιους πόρους και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Τα όρια ενός πληθυσμού μπορεί να είναι φυσικά (όπως τα ψάρια σε μια λίμνη) ή μπορούν να οριστούν από τον ερευνητή.

Η έρευνα στην πληθυσμιακή οικολογία μπορεί να περιλαμβάνει την εργαστηριακή εργασία, την επιτόπια εργασία και την εφαρμογή μαθηματικών και στατιστικών μοντέλων στην ομάδα μελέτης.

Ευρετήριο

• 1 Τι μαθαίνει;?
• 2 Η έννοια του πληθυσμού
• 3 Παράμετροι μελέτης
  • 3.1 Μέγεθος και πληθυσμιακή ανάπτυξη
  • 3.2 Πυκνότητα
  • 3.3 Διασπορά
• 4 Μεθοδολογία
  • 4.1 Μέγεθος του πληθυσμού
  • 4.2 Δομή του πληθυσμού
• 5 Παράδειγμα πραγματικής έρευνας
• 6 Εφαρμογές
• 7 Αναφορές

Τι μελετάει?

Η οικολογία των πληθυσμών μπορεί να διακριθεί από άλλες μελέτες σε παρόμοιες επιστήμες - όπως η μελέτη των τοπίων και των οικοσυστημάτων - από την κλίμακα και την προσέγγιση της πειθαρχίας. Το κύριο αντικείμενο της μελέτης είναι μια ομάδα οργανισμών που σχετίζονται από ταξινομική ή λειτουργική άποψη.

Η έννοια της πληθυσμιακής οικολογίας επιδιώκει να απαντήσει σε ερωτήματα σχετικά με την περιβαλλοντική χωρητικότητα φορτίου, το βέλτιστο μέγεθος πληθυσμού, τα αίτια και τους μηχανισμούς με τους οποίους αυξάνεται το μέγεθος, όπως και η κατανομή πληθυσμών, μεταξύ άλλων..

Ομοίως, αυτό το σώμα γνώσης επιδιώκει να κατανοήσει τις ενδοειδικές οικολογικές σχέσεις, να καλέσει την αρμοδιότητα ή την αλληλοσυγκέντρωση μεταξύ ατόμων που ανήκουν στο ίδιο είδος, και τις εξειδικευμένες σχέσεις, όπως η εξολόθρευση και οι συνεργατικές διαδικασίες.

Η έννοια του πληθυσμού

Όταν μιλάμε για την οικολογία των πληθυσμών είναι απαραίτητο να καθορίσουμε τι είναι ένας πληθυσμός. Σε αυτό το πλαίσιο, ένας πληθυσμός ορίζεται ως μια ομάδα οργανισμών με την ικανότητα να αναπαράγεται και να είναι σε έναν κοινόχρηστο περιοχή χώρου (δηλ, είναι συμπάτρια) ταυτόχρονα. Αυτή η έννοια είναι συνώνυμη με τον βιολογικό πληθυσμό.

Αυτά τα άτομα αποτελούν μια λειτουργική μονάδα στην οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και μπορούν να αναπαραχθούν. Σημειώστε ότι η έννοια του τοπικού πληθυσμού διαφέρει από την έννοια των ειδών και του πληθυσμού ενός είδους. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η έννοια του πληθυσμού ορίζεται προηγουμένως από τον ερευνητή και μπορεί να γίνει αυθαίρετη.

Οι πληθυσμοί εξελίσσονται με φυσική επιλογή, η οποία δρα επί κληρονομικών παραλλαγών μεταξύ ατόμων, αλλάζοντας τις συχνότητες διαφόρων χαρακτηριστικών με την πάροδο του χρόνου.

Τα τελευταία είκοσι χρόνια η έμφαση της οικολογίας των πληθυσμών έχει αλλάξει στην οικολογία των "μεταπολλαπλασιασμών".

Η έννοια αυτή που αναπτύχθηκε από τον Levins περιλαμβάνει τους «πληθυσμούς πληθυσμών» και, ακολουθώντας αυτό το όραμα, κάθε τοπικός πληθυσμός είναι επιρρεπής στην εξαφάνιση αλλά μπορεί να εξισορροπηθεί από τις διαδικασίες μετανάστευσης από άλλους πληθυσμούς.

Παράμετροι μελέτης

Η οικολογία των πληθυσμών επικεντρώνεται στη μελέτη ορισμένων ιδιοτήτων μιας ομάδας, κυρίως της ανάπτυξης, της επιβίωσης και της αναπαραγωγής. Οι πιο σημαντικές παράμετροι είναι:

Μεγέθυνση και πληθυσμιακή ανάπτυξη

Η αύξηση του πληθυσμού καθορίζεται από τον συνδυασμό τεσσάρων διαδικασιών: αναπαραγωγή (σεξουαλική ή ασεξουαλική), θνησιμότητα, μετανάστευση και μετανάστευση.

Ένα μέτρο της αύξησης του πληθυσμού είναι η εγγενής ρυθμός ανάπτυξης, που συμβολίζεται με το γράμμα R και ορίζεται ως το ποσοστό αύξησης ανά άτομο (ή κατά κεφαλήν) ανά μονάδα χρόνου στον πληθυσμό.

Όπως αναφέρθηκε, η έννοια του πληθυσμού περιλαμβάνει τις μεταβλητές χρόνου και χώρου, έτσι ώστε το μέγεθος του πληθυσμού και οι ρυθμοί ανάπτυξης υπολογίζονται για μια συγκεκριμένη χρονική και χωρική μονάδα..

Υπάρχουν διάφορα μοντέλα πληθυσμιακής ανάπτυξης: η εκθετική και η υλικοτεχνική. Το πρώτο αντιπροσωπεύει πληθυσμό σε απεριόριστο περιβάλλον και σύμφωνα με το μοντέλο, καθώς ο πληθυσμός αυξάνεται, η ανάπτυξη γίνεται ταχύτερη. Ωστόσο, αυτό το πρότυπο δεν μπορεί να εφαρμοστεί μακροπρόθεσμα σε οποιονδήποτε πληθυσμό.

Αντίθετα, το λογιστικό μοντέλο είναι πιο ρεαλιστικό και ενσωματώνει τον όρο "φέρουσα ικανότητα" - το μέγιστο μέγεθος του πληθυσμού που μπορεί να υποστηρίξει το περιβάλλον.

Πυκνότητα

Οι πληθυσμοί μπορούν να περιγραφούν ως προς την πυκνότητα και τη διασπορά τους. Η πυκνότητα αναφέρεται στον αριθμό ατόμων ανά περιοχή ή όγκο - τον αριθμό φυτών ανά τετραγωνικό μέτρο ή τον αριθμό βακτηρίων ανά χιλιοστόλιτρο σε δοκιμαστικό σωλήνα. Αυτή η παράμετρος είναι δυναμική.

Η πυκνότητα του πληθυσμού μπορεί να ρυθμιστεί από παράγοντες όπως οι γεννήσεις και τα ποσοστά θνησιμότητας που επιβραδύνουν την πληθυσμιακή ανάπτυξη, σταθεροποιώντας το κοντά στη φέρουσα ικανότητα.

Διασπορά

Η διασπορά είναι το χωρικό πρότυπο που ακολουθεί ο πληθυσμός και μπορεί να ποικίλει σημαντικά ανάλογα με την τοπική πυκνότητα και τα οικολογικά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος. Είναι λογικό να πιστεύουμε ότι οι πιο κατάλληλες περιοχές για ένα συγκεκριμένο είδος θα κατοικηθούν σε μεγαλύτερο ποσοστό.

Με τον ίδιο τρόπο, οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις των ζώων μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη διασπορά του πληθυσμού.

Η ομαδοποίηση ατόμων σε ορισμένες περιοχές είναι το πιο κοινό πρότυπο διασποράς. Για παράδειγμα, τα αμφίβια περνούν τον περισσότερο χρόνο τους κάτω από τους βράχους, παρέχοντας ένα πιο υγρό περιβάλλον από ό, τι εκτεθειμένο στον ήλιο περιοχές, και έτσι αποφεύγεται η ξήρανση.

Στην απίθανη περίπτωση που οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ομοιογενείς, η κατανομή των ατόμων θα είναι τυχαία.

Το ομοιόμορφο πρότυπο διασποράς δεν είναι συνηθισμένο και όταν παρατηρείται μπορεί να είναι συνέπεια των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ατόμων. Ορισμένα φυτά μπορούν να παράγουν χημικά που αναστέλλουν τη βλάστηση των συντρόφων τους σε κοντινές περιοχές ή στην περίπτωση των εδαφικών ζώων μπορεί να αποξενώσει άλλα άτομα.

Μεθοδολογία

Η οικολογία των πληθυσμών ενσωματώνει την ανάπτυξη θεωριών, την εργαστηριακή εργασία και την επιτόπια εργασία.

Ωστόσο, με τον εκσυγχρονισμό της πειθαρχίας και την άφιξη των υπολογιστών ικανών να εκτελούν σημαντικές στατιστικές εργασίες, υπάρχει ένα τεράστιο όγκο δεδομένων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τους οικολόγους του πληθυσμού χωρίς την ανάγκη επιτόπιας εργασίας..

Η γνώση του αριθμού των ατόμων που αποτελούν πληθυσμό (αυτή η τιμή είναι γνωστή ως "μέγεθος πληθυσμού") και η κατανομή της είναι μερικοί από τους κύριους στόχους της οικολογικής συμπεριφοράς του πληθυσμού και μπορεί να εκτιμηθεί σύμφωνα με διάφορες μεθοδολογίες.

Στη συνέχεια θα περιγραφούν οι πιο χρησιμοποιούμενες τεχνικές για την εκτίμηση παραμέτρων σχετικών με την οικολογία των πληθυσμών:

Μέγεθος του πληθυσμού

Η πρώτη προσέγγιση - και η πιο διαισθητική - είναι η άμεση καταμέτρηση των ατόμων. Αυτή η τεχνική μπορεί να εφαρμοστεί σε μικρούς πληθυσμούς όπου η μέτρηση εξασφαλίζει μια ακριβή τιμή.

Για παράδειγμα, εάν θέλετε να μελετήσετε τον αριθμό των κατοικίδιων σκύλων σε μια περιοχή, τον αριθμό των αστεριών σε μια ρηχή περιοχή ή τον αριθμό των τοπικών φοιτητών.

Ωστόσο, όταν ο στόχος της έρευνας είναι μια μεγαλύτερη ομάδα, η άμεση καταμέτρηση δεν αποτελεί βιώσιμη εναλλακτική λύση.

Σε αυτές τις περιπτώσεις πραγματοποιείται έμμεσος υπολογισμός των μελών του πληθυσμού. Εάν η κατανομή του οργανισμού της μελέτης είναι πολύ ευρεία, οι οργανισμοί μπορούν να μετρηθούν σε μια οριοθετημένη περιοχή και στη συνέχεια να παραταθούν στην πραγματική έκταση.

Ο αριθμός των ατόμων μπορεί επίσης να εκτιμηθεί έμμεσα από αποδεικτικά στοιχεία όπως φωλιές, βράχια ή δείγματα κοπράνων.

Τέλος, μπορεί να εφαρμοστεί η μέθοδος σύλληψης και ανάκτησης, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως για τη μελέτη των ζωικών πληθυσμών. Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει τη σύλληψη των ζώων, τη σήμανση και την απελευθέρωσή τους. Στη συνέχεια συλλαμβάνονται και το μέγεθος εκτιμάται σε σχέση με τα άτομα που έχουν συλληφθεί και σημειωθεί.

Δομή του πληθυσμού

Οι μελέτες πληθυσμού επιδιώκουν να χαρακτηρίσουν τον πληθυσμό από την άποψη του φύλου, του σταδίου ανάπτυξης του ατόμου, της αναπαραγωγικής φάσης, μεταξύ άλλων.

Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την κατά προσέγγιση ηλικία του οργανισμού. Στην περίπτωση των θηλαστικών μπορεί να παρατηρηθεί η φθορά στην οδοντοστοιχία, σε άλλες ομάδες ζώων μπορεί να συναχθεί από την κατάσταση δομών όπως τα κέρατα ή τα φτερά.

Στο φυτικό βασίλειο, οι δακτύλιοι ανάπτυξης μπορούν να μετρηθούν στον κορμό των δέντρων. Υπάρχουν επίσης τεχνικές μοριακής βιολογίας που μας επιτρέπουν να εκτιμούμε την ηλικία των οργανισμών.

Παράδειγμα πραγματικής έρευνας

Το 1996 ο Τράιαν διερεύνησε την οικολογία των πληθυσμών του κοινού βαμπίρ Desmodus rotundus (Chiroptera). Χρησιμοποιώντας τα πειράματα σύλληψη-ανακατάληψη εξήχθη το συμπέρασμα ότι το μέγεθος της αποικίας μεταβάλλεται κάθε μήνα, αναφέροντας ότι οι νυχτερίδες συχνά μετακινούνται από σπηλιά σε σπηλιά.

Σύμφωνα με αυτή τη μελέτη, το ρόπαλο είναι σε θέση να μεταναστεύσει σε πιο ζεστές περιοχές όταν το ζητήσει ο καιρός. Η ελάχιστη πυκνότητα πληθυσμού που αναφέρθηκε ήταν 3,5 άτομα ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο.

Εφαρμογές

Η γνώση της οικολογίας των πληθυσμών είναι απαραίτητη για τους βιολόγους της διατήρησης και του χειρισμού της πανίδας και των πόρων. Για να αντιμετωπίσουμε προβλήματα που σχετίζονται με τη διατήρηση της βιοποικιλότητας, είναι απαραίτητο να έχουμε ακριβείς πληροφορίες για την οικολογία του πληθυσμού της ομάδας μελέτης.

Για παράδειγμα, εάν θέλετε να μελετήσετε ποιες είναι οι αιτίες για τις οποίες τα αμφίβια μειώνονται σε όλο τον κόσμο ή αν η εισαγωγή ενός ξένου είδους επηρεάζει κάπως κάποιο τοπικό είδος είναι απαραίτητο για να έχετε στοιχεία σχετικά με την οικολογική κατάσταση του πληθυσμού.

Αναφορές

1. Hannan, Μ. Τ., & Freeman, J. (1977). Η πληθυσμιακή οικολογία των οργανισμών. Αμερικανικό περιοδικό κοινωνιολογίας, 82(5), 929-964.
2. Parga, Μ. Ε., & Romero, R.C. (2013). Οικολογία: αντίκτυπος των σημερινών περιβαλλοντικών προβλημάτων στην υγεία και το περιβάλλον. Εκδόσεις Ecoe.
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). Εισαγωγή στην οικολογία του πληθυσμού. John Wiley & Sons.
5. Trajano, Ε. (1996). Μετακινήσεις νυχτερινών νυχτών στη νοτιοανατολική Βραζιλία, με έμφαση στην πληθυσμιακή οικολογία της κοινής βρικόλακας βαμπίρ, Desmodus rotundus (Chiroptera). Biotropica 28(1), 121-129.