EKOLOGIA
472 B
Wykład 12
EKOLOGIA GATUNKU:
POPULACJA
OGÓLNA
EKOLOGIA
472 B
Wykład 12
EKOLOGIA GATUNKU:
POPULACJA
OGÓLNA
Dynamika liczebności myszy leśnych i nornic rudych
w Białowieskim Parku Narodowym (1971-2000)
Wieloletnia dynamika populacji obu gatunków gryzoni
i lata nasienne dębu i grabu
myszy,
nornice
norniki
MOśLIWE INTERPRETACJE
ZMIAN LICZEBNOŚCI POPULACJI
NIEZALEśNE
OD ZAGĘSZCZENIA
ZALEśNE
OD ZAGĘSZCZENIA
Andrewartha & Birch 1954
Lack 1954
Mechanizmy niezaleŜne od
zagęszczenia
• brak zasobów (np. pokarmu)
• brak dostępu do zasobów
• brak czasu
» Andrewartha & Birch 1954
Mechanizmy zaleŜne od
zagęszczenia
(„regulacja populacji”)
np. model logistyczny
dN/dt = rN(1- N/K)
DZIAŁANIE CZYNNIKÓW
ZALEśNYCH I NIEZALEśNYCH
OD ZAGĘSZCZENIA
tempo rozrodu > śmiertelności
(= wzrost wykładniczy)
tempo rozrodu < śmiertelności
(= spadek wykładniczy)
tempo rozrodu , śmiertelności
z zagęszczeniem (= równowaga)
efekt Allee’ego
(= równowaga lub spadek)
zagęszczenie
czas
Zmiany liczebności
populacji kosa
ZaleŜność zmiany liczebności
od liczebności w danym roku
Samoprzerzedzenie w plantacji drzew
(monokultura sosnowa)
SAMOPRZERZEDZENIE
V = średnia masa
osobników
n = zagęszczenie
TERYTORIALIZM
CHAOS DETERMINISTYCZNY W POPULACJI
Model logistyczny
równanie ró
Ŝ
niczkowe, czas ci
ą
gły:
dN/dt = rN(1-N/K)
(rozwi
ą
zania analityczne - całkowanie)
równanie ró
Ŝ
nicowe, czas dyskretny:
N
t+1
= N
t
+
∆
N = N
t
+ rN
t
(1-N
t
/K)
(symulacja numeryczna, rekurencja)
CHAOS DETERMINISTYCZNY W POPULACJI
N
t+1
= N
t
+
∆
N = N
t
+ rN
t
(1-N
t
/K)
r=0.8
r=1.8
r=2.3
r=2.8
TYPOWY CYKL POPULACYJNY
NORNIKÓW
(Białowieski Park Narodowy)
„KLASYCZNY” CYKL POPULACYJNY
ZAJĄCA I RYSIA W KANADZIE
(MacLulich 1937)
EKSPERYMENT
GAUSEGO
Populacje osobno
Konkurencyjne wypieranie
Koegzystencja
Równanie logistyczne
dn
dt
= rn (1-n/K)
K
n
t
n
0
STABILIZUJĄCY WPŁYW
ZMIENNOŚCI
INDYWIDUALNEJ
MODEL ŁOMNICKIEGO
Trzy sposoby przedstawienia
rozkładu zmiennej:
gęstość, dystrybuanta i ogiwa
ranga
x = ranga osobnika
y(x) = zagospodarowane zasoby
m = minimalna wartość y(x),
niezbędna do przetrwania
jeŜeli y(x)<m osobnik o randze
x ginie nie wydając potomstwa
K osobników bierze y(x)>=m
nadmiar g(x) = y(x)-m
zamienią na potomstwo
K
N
t+1
= h
Σ
g(x)
x=1
PRZY RÓWNYM
PODZIALE
ZASOBÓW
ALBO WSZYSTKIE
PRZEśYWAJĄ,
ALBO WSZYSTKIE
(W KOŃCU) GINĄ
Wniosek z modelu
Łomnickiego:
NIERÓWNY
PODZIAŁ
ZASOBÓW
SPRZYJA
STABILNOŚCI
POPULACJI
Szkodliwy wpływ
inbredu N<50 ?
Najmniejsza populacja
odporna na utratę alleli
neutralnych przez dryf
N=10
5
?
Najmniejsza populacja
Ŝ
ywotna: N=500?
WARUNKI PRZETRWANIA POPULACJI
EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI:
tylko osobniki rzeczywiście biorące udział w rozrodzie
Tempo wymierania małych populacji ptaków na wyspach
w zaleŜności od wielkości populacji
WYKŁADNICZY WZROST
LICZEBNOŚCI
POPULACJI LUDZKIEJ
Paul Ehrlich
„HUMAN FOOTPRINT”
STARZENIE
SIĘ
POPULACJI
LUDZKIEJ
UDZIAŁ OSÓB W WIEKU>59 LAT
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
66
72
78
84
M
ęŜ
czy
ź
ni
Kobiety
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
19
50
19
54
19
58
19
62
19
66
19
70
19
74
19
78
19
82
19
86
19
90
19
94
19
98
20
02
20
06
M
ęŜ
czy
ź
ni
Kobiety
OCZEKIWANE DALSZE TRWANIE śYCIA DLA 30-LATKÓW
(GUS 2007)
16000
16500
17000
17500
18000
18500
19000
19500
20000
2002a
2005
2010
2015
2020
2025
2030
M
ęŜ
czy
ź
ni
Kobiety
38219 tys.
35693 tys.
PROGNOZA LICZBY LUDNOŚCI W POLSCE (GUS 2007)
DEMOGRAFIA
a
HISTORIA śYCIOWA
Tabela przeŜywania i reprodukcji
0.175
0.5
1
100
0.35
5
0.25
0.5
1
30
0.5
4
R
0
=1.0
Σ
0.275
0.5
1
9.1
0.55
3
0.3
0.5
1
8.3
0.6
2
0
0
0
20
0.75
1
0
0
0
25
1
0
m
x
l
x
m
x
f
x
q
x (%)
l
x
x
DEMOGRAFIA
Typy krzywych
przeŜywania
Tempo śmiertelności
Wartość reprodukcyjna
HISTORIA
ś
YCIOWA („life history”)
i STRATEGIE EWOLUCYJNE
czas Ŝycia
WZROST I
ROZWÓJ
ROZRÓD
PRZEŁĄCZENIE
masa
ciała
od 10
-13
do
10
8
g
od 10
2
do 10
10
sekund
0.175
0.5
1
100
0.35
5
0.25
0.5
1
30
0.5
4
R
0
=1.0
Σ
0.275
0.5
1
9.1
0.55
3
0.3
0.5
1
8.3
0.6
2
0
0
0
20
0.75
1
0
0
0
25
1
0
m
x
l
x
m
x
f
x
q
x (%)
l
x
x
W tabeli Ŝycia są klasy wieku z f
x
= 0,
ale zawsze q
x
> 0 !
Weiner 1992
Weiner 1992
POKARM
„OBJĘTOŚCIOWY”
NISKOSTRAWNY
OBFICIE DOSTĘPNY
POKARM
SKONCENTROWANY
ŁATWOPRZYSWAJALNY
TRUDNY DO ZDOBYCIA
Weiner 1992
Jak dzięcioł czarny rozwiązał
dylemat:
być duŜym czy szybko rosnąć?
Corymbia rubra
Corymbia rubra
