Populacja.docx

Populacją biologiczną jest zespół organizmów jednego gatunku ży­jących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających.

Podobnie jak można opisać cechy określonego osobnika w populacji (tj. je­go wielkość, wrażliwość na wahania temperatury, wilgotności), tak i w popula­cji można wskazać cechy odnoszące się do całej grupy osobników, takie jak: rozrodczość, śmiertelność, struktura wiekowa. Wymienione cechy populacji decydują w dużej mierze o jej liczebności, zaś o tym, jak populacja „korzysta" ze środowiska, mówi nam rozmieszczenie osobników na zajmowanym terenie.

Rozrodczość oznacza wrodzoną zdolność populacji do wzrostu jej liczebności drogą rozrodu.

Cecha populacji, jaką jest rozrodczość, nie jest stała i zależy od wielkości oraz składu populacji, od oddziaływań między osobnikami i od warunków środowiska. Czynniki te utrudniają dokładne określenie rozrodczości. Łatwiej ustalić częstość wydawania potomstwa i jego liczbę, ponieważ jest charakte­rystyczna dla każdego gatunku. Zazwyczaj rodzi się dużo więcej potomstwa niż potrzeba, aby populacja rozwijała się na normalnym poziomie (nadmierna rozrodczość). Rozrodczość jest tak duża, aby pomimo ogromnej śmiertelności część osobników przeżyła i wydała potomstwo. Wiąże się to z dążnością ga­tunku do przetrwania. Jeśli jednak jakaś populacja zaczęłaby się rozmnażać gwałtownie, to wpływ czynników ograniczających przestałby być znaczący. Doprowadziłoby to do masowego pojawienia się osobników, które zjadłyby cały dostępny pokarm. W efekcie końcowym zginęłaby cała populacja lub przez kilka następnych lat byłaby ona bardzo nieliczna.

Dużą rozrodczością charakteryzują się organizmy rozmnażające się w spo­sób bezpłciowy, np. bakterie w najkorzystniejszych warunkach dzielą się pra­wie bez przerwy. Komórka powstała w wyniku podziału dzieli się znowu na dwie komórki potomne, które następnie intensywnie rosną i każda z nich ponownie może się dzielić itd. Jednak szybkość ich rozmnażania jest ograni­czona przez niedobór pokarmu, czy też przez inne warunki środowiska. Grzyby wytwarzają wiele zarodników, a trawy i drzewa produkują dużą liczbę nasion, ale nie oznacza to, że z każdego nasiona powstanie nowy osobnik. Część na­sion ginie, nie znalazłszy właściwych warunków do rozwoju.

W świecie zwierząt także znajdujemy przykłady dużej rozrodczości. Du­żą liczbę jaj składają ryby, np. samica sandacza około 200 do 900 000 jaj, a wśród płazów ropucha szara około 1200 do 6800 jaj.

Liczbę osobników umierających w populacji w danym czasie okre­śla się jako śmiertelność populacji.

Przyczyny śmiertelności to m.in. brak pokarmu lub jego wyczerpywanie się, warunki środowiskowe, działanie drapieżców, konkurencja o pokarm i miejsce w populacji, choroby, czynniki fizjologiczne: śmierć ze starości, wady w budowie organizmu. U organizmów, które mają dużo potomstwa i przeważnie nie opiekują się nim, występuje zwykle największa śmiertelność osobników młodych. Częściej niż dorosłe są one narażone na śmierć - padają łupem drapieżników, są słab­sze i częściej chorują.

Dokładniejsze informacje dotyczące śmiertelności danej populacji można uzyskać, analizując krzywą przeżywania, która określa liczbę osobników prze­żywających w danym czasie. Trzy rodzaje krzywych przeżywania wykreślił po raz pierwszy Raymond Pearl (czyt. Perl) w 1928 roku.

Krzywa pierwszego typu jest charakterystyczna dla populacji, w których śmiertelność jest niska w początkowym okresie życia, a gwałtownie wzrasta w okresie starości. Taka krzywa jest typowa na przykład dla populacji ludz­kiej w krajach wysoko rozwiniętych i dla niewielu innych dużych ssaków.

Krzywa drugiego typu jest zbliżona do linii prostej (przekątnej). Wówczas śmiertelność jest prawie stała i nie zależy od wieku osobników. Taki typ krzywej jest charakterystyczny dla populacji roślin wieloletnich, np. jaskra ostrego, a tak­że dla wielu gatunków ptaków, owadów o przeobrażeniu zupełnym oraz stułbi.

Trzeci typ krzywej, bardzo wklęsłej, otrzymuje się wtedy, gdy śmiertelność jest bardzo wysoka w początkowym (młodocianym) okresie życia i względnie stała u osobników dorosłych. Ten typ krzywej cechuje liczne pasożyty, wiele gatunków ryb (np. jesiotry), ostrygi i niektóre owady. U organizmów, które mają dużo potomstwa i przeważnie nie opiekują się nim, występuje zwykle największa śmiertelność osobników młodych. Częściej niż dorosłe

Inną cechą charakterystyczną populacji jest struktura wiekowa, ob­razująca zróżnicowanie wiekowe osobników.

W życiu organizmu wyróżniono 3 okresy:

1. Przed rozrodczy - młody organizm nie osiągnął jeszcze zdolności do rozrodu.

2. Rozrodczy - dorosły (dojrzały) organizm jest zdolny do wydawania na świat potomstwa.

3. Porozrodczy - organizm w wieku starczym utracił zdolność do rozrodu; zazwyczaj okres najkrótszy, wydłużony tylko u człowieka.

W populacji poszczególne grupy wiekowe reprezentowane są przez różną liczbę osobników. Poznanie liczebności tych grup umożliwia określenie struk­tury wiekowej populacji. Często strukturę wiekową przedstawia się w postaci piramid, które zamieszczono na rysunku

A - liczebność osobników w wieku przedrozrodczym

B - liczebność osobników w wieku rozrodczym

C - liczebność osobników w wieku porozrodczym

Struktura wiekowa decyduje o rozrodczości i śmiertelności. Dzięki analizie struktury wiekowej możemy przewidzieć dalszy rozwój populacji.

Liczbę osobników populacji zasiedlającej dany obszar nazywamy jej liczebnością

Zmiany liczebności populacji zależą od:

·         liczby osobników przybywających do populacji na drodze rozrodu bądź imigracji, czyli napływu nowych osobników do populacji;

·         liczby osobników ubywających z populacji przez wymieranie i emigra­cję, czyli odejście osobników poza swoją macierzystą populację

Całkowitą liczebność populacji można określić, gdy granice populacji są wyraźne, a osobniki łatwe do policzenia. Nietrudno policzyć drzewa w lesie, łosie w Puszczy Kampinoskiej, ale nie sposób określić liczby pierwotniaków czy glonów w wodzie stawu lub jeziora. Stąd też w praktyce określa się za­gęszczenie populacji, tzn. liczbę osobników przypadająca na jednostkę po­wierzchni lub objętości, np. na 1 m2, 1 hektar, 1 litr lub 1 m3. Wystarczy po­brać określoną liczbę prób o znanej powierzchni albo objętości, obliczyć średnią i przeliczyć, jaka liczba osobników będzie znajdowała się w danej jednostce powierzchni lub objętości. Wielkość tych prób zależy od rozmiarów zwierząt, ich ruchliwości i sposobu rozmieszczenia w terenie. W wypadku du­żych ssaków jednostką może być 100 km2, dla zwierząt glebowych, takich jak dżdżownica, 1 m2. Bardzo ważne jest prowadzenie okresowej oceny liczebności populacji gatun­ków roślin i zwierząt chronionych, a szczególnie tych, którym grozi wyginięcie.

Organizmy w środowisku mogą występować pojedynczo, parami, stad­nie lub w koloniach, jak np. owady społeczne. Niezależnie od tego mogą być rozmieszczone w terenie przypadkowo, równomiernie lub skupiskowo. Jest to rozkład przestrzenny (struktura przestrzenna) osobników na terenie zajmowanym przez populację. Rozmieszczenie osobników w środowisku badamy, pobierając pewną liczbę jednakowych prób i licząc, ile osobników występuje w analizowanych próbach. Następnie metodą matematyczną określamy charakter ich występowania. Rozmieszczenie jest charaktery­styczne dla gatunku - zależy od czynników środowiskowych i biologicznych.

Rozmieszczenie równomierne spotykane jest na polach uprawnych, w ogródkach działkowych i szkółkach leśnych. W przyrodzie rozmieszczenie to nje jest częste. Możemy o nim mówić w wypadku róśtnrwystępujących  na łą­ce w postaci łanu. Tak rozmieszczone są za­wilce, w podobny sposób zagospodarowują przestrzeń liczne rośliny rozłogowe, np. ja­skier rozłogowy. Rozmieszczenie równomier­ne możemy spotkać u ptaków śpiewających i drapieżnych oraz u drapieżnych ssaków, broniących swojego terytorium, które jest miejscem zdobywania pożywienia, wychowy­wania młodych, obszarem chronionym przed przybyciem nowych osobników.

Rozmieszczenie przypadkowe (losowe) występuje w przyrodzie, gdy osobniki roz­mieszczone są losowo. W populacjach zwie­rzęcych i roślinnych ten typ rozmieszczenia spotykany jest bardzo rzadko. Z losowym roz­mieszczeniem zwierząt mamy do czynienia w środowiskach, w których zaszły jakieś nagłe wyniszczające zmiany, np. powódź. U roślin przypadkowe rozmieszczenie zdarza się, gdy zasiedlają one nowy teren. W runie leśnym dąbrowy zaobserwowano, że tylko jeden z gatunków mchu i jeden gatunek fiołka był rozmieszczony losowo. Wśród zwierząt roz­mieszczenie losowe charakteryzuje krociono-gi żyjące w ściółce leśnej.

W przyrodzie najczęściej występuje roz­mieszczenie skupiskowe. Polega ono na łącze­niu się osobników w grupy, kolonie i stada. Skupianie się organizmów daje im pewną przewagę w poszukiwaniu pokarmu, miejsca schronienia i rozrodu oraz w walce z drapieżnikami. Wiele zwierząt tworzy trwałe grupy, np. wilki, renifery i żubry. Wśród owadów rozmieszczenie skupiskowe występuje u mrówek, pszczół, os i termitów które tworzą wysoko zorganizowane społeczeństwa. Są też zbiorowości zwierzęce skupiające się tylko na określony czas, np. na czas rozrodu. Należą do nich mewy, rybitwy i kormorany. U roślin skupiska tworzą: leszczyna, jałowiec młode buki, niecierpek pospolity i inne.

Gradacje szkodników

Szybki wzrost liczebności populacji danego gatunku, prowadzący do masowe­go pojawienia się tego gatunku na określonym obszarze, nosi nazwę gradacji.

Najczęsciej gradacje dotycza szkodników, czyli gatunków powodującym szkody o znaczeniu gospodarczym. Nie znaczy to, ze szkodliwośc jest cechą stalą jakiegoś gatunku. Ocenia się ją na podstawie stopnia uszkodzenia roślin i zakresu wpływu tych uszkodzeń na zmniejszenie ilości i jakości plonu. Uszkodzenia mo­gą być wywołane żerowaniem, składaniem ja^do tkanek, przenoszeniem cho­rób itp. Najczęściej szkodnikami są gatunki roślinożerne. Niektóre z nich jed­nak bywają zarówno szkodliwe, jak i pożyteczne. Na przykład kistnik malino-wiec, drobny chrząszcz, zapylając kwiaty malin, jabłoni, przyczynia się tym samym do zawiązywania się ich owoców. Natomiast jego larwy wgryzają się do tych owoców i żerują w nich.

Zazwyczaj w warunkach naturalnych liczebność populacji utrzymuje się na poziomie nie przekraczającym wydolności środowiska, bo na populację działają różne czynniki ograniczające jej liczebność, np. drapieżniki, pasożyty, choroby czy niekorzystne warunki klimatyczne. Wprowadzenie jednogatunkowych upraw (monokultur) rolnych i leśnych naruszyło jednak naturalną równowagę w tych środowiskach, co umożliwiło intensywny rozwój zwierząt roślinożernych. Uprawa bowiem jednego gatunku rośliny na dużej przestrzeni pozwala szkodni-