background image

 

 

Dr hab. Ewa Rembiałkowska

Dr hab. Ewa Rembiałkowska

Szkoła Główna Gospodarstwa 

Szkoła Główna Gospodarstwa 

Wiejskiego

Wiejskiego

 

 

Zakład Żywności Ekologicznej

Zakład Żywności Ekologicznej

e-mai

e-mai

l: 

l: 

rembiałk@alpha.sggw.wa

rembiałk@alpha.sggw.wa

w

w

.pl

.pl

background image

 

 

EKOLOGIA PODSTAWOWA

EKOLOGIA PODSTAWOWA

background image

 

 

Prekursorzy Haeckel’a

                                           Arystoteles (384-322 
p.n.e)

                                Hipokrates (ok. 460-377 

p.n.e.)

OIKOΣ

                 Teofrast (ok. 370-287 

p.n.e.)

                                           Karol Linneusz (1707-
1778)

Ernst Haeckel, 1869

(żył 1834-1919)

background image

 

 

CECHY ŻYCIA

CECHY ŻYCIA

• Swoisty skład chemiczny

• Nosicielami życia są osobniki

• Zachowanie właściwego poziomu organizacji

• Wymiana substancji z otoczeniem (pobieranie i przyswajanie, 
wydalanie i   
  wydzielanie, oddychanie)

• Zdolność reagowania na bodźce zewnętrzne (wrażliwość, 
pobudliwość)

• Wykonywanie ruchów

• Wzrost, rozwój, rozmnażanie

• Dziedziczenie

• Śmierć

• Zdolność przeciwstawiania się wzrostowi entropii

background image

 

 

ROŚLINY A 

ROŚLINY A 

ZWIERZĘTA

ZWIERZĘTA

Podobieństwa

:

•budowa komórkowa
•ogólne prawidłowości procesów 
życiowych

•właściwości struktur i zjawisk na molekularnym poziomie 
organizacji

Różnice

 (nie mają charakteru 

powszechnego)

•samożywność

•nieruchome przytwierdzenie do 
podłoża

•celulozowe ściany 
komórkowe

•w zasadzie nieograniczony wzrost
•organy zawiązują się do końca życia osobnika
•procesy wzrostu 
zlokalizowane

•brak tkanki nerwowej i organów zmysłów (?)

background image

 

 

NAJSTARSZE ROŚLINY NA ZIEMI

Sosna ościasta 
‘Matuzalem’ 4 
800 lat rośnie w 
Górach Białych, 
Kalifornia USA

Mamutowiec 
olbrzymi  3 300 
lat

Fiztroya 
cupresoides
 

3 622 lata

Jałowiec wschodni 2 
675 lat

 

background image

 

 

Cis pospolity 2000 lat

Drzewo oliwne w 
Jerozolimie 2000 lat

Dąb Chrobry 750 lat 
rośnie w gm. 
Szprotawa

Dąb Bartek 700 lat 
rośnie na terenie 
Nadleśnictwa 
Zagnańsk

background image

 

 

Żółw słoniowy 200 

lat
Wyspy Galapagos

Słoń afrykański
 60-70 lat

Goryl (małpa 

człekokształtna), 

40 lat

Na świecie żyje około 40 osób, które maja 
powyżej 110 lat, ale w tym tylko 4 
mężczyzn:
Obecnie żyjący:

Ruidavets Moll mieszkający na Majorce 
ma 113 lat

Yukichi Chuganji w Japonii ma 114 lat

Rekordziści światowi:

W Emiracie Al-Chajma zmarł w latach 
osiemdziesiątych mężczyzna, który twierdził, że liczył 
sobie 147 lat. Miał to być najstarszy człowiek w krajach 
arabskich nad Zatoką Perską.

Najstarsza mieszkanka Egiptu, licząca według jej słów 
ponad 135 lat, oświadczyła, że podstawą osiągnięcia 
sędziwego wieku jest spokój. 

Francuzka Jeanne Calmet, zmarła niedawno w wieku 
122 lat.

background image

 

 

Biologia 
molekularna

Morfologia

Fizjologia

Genetyka

Systematyka

Ekologia

background image

 

 

POZIOMY ORGANIZACJI PRZYRODY

POZIOMY ORGANIZACJI PRZYRODY

(z punktu widzenia podejścia badawczego)

• molekularny 
•komórkowy
•organizmalny (osobniczy)

• populacyjny
• gatunkowy 
•biocenotyczny (ekosystemalny)
• fizjocenotyczny (krajobrazowy) 
•biosfery

•kosmiczny

background image

 

 

EKOLOGIA

EKOLOGIA

• 

BIOLOGIA ŚRODOWISKA

• 

EKONOMIA PRZYRODY

• 

FILOZOFIA PRZYRODY

background image

 

 

działania człowieka na rzecz naprawienia tego, co 
człowiek zepsuł w przyrodzie

EKOLOGIA

OCHRONA 
PRZYRODY

OCHRONA 
ŚRODOWISKA

dziedzina nauk biologicznych, obok m.in. takich 
jak biologia molekularna, fizjologia, genetyka, 
taksonomia itd.

dziedzina wiedzy oraz działania praktyczne, 
dotyczące zachowania istniejących zasobów 
przyrody żywej i nieożywionej

background image

 

 

AUTEKOLOGIA

                                 osobnik

DEMEKOLOGIA = POPULACJOLOGIA

      populacja ew. 

gatunek
ekologia mikroorganizmów 
ekologia roślin 
ekologia zwierząt 
ekologia człowieka

BIOCENOLOGIA

                                 biocenozy lub 

fizjocenozy

                                     

SYNEKOLOGIA

FIZJOCENOLOGIA

background image

 

 

POJĘCIA ROZPATRYWANE NA POZIOMIE 

POJĘCIA ROZPATRYWANE NA POZIOMIE 

POPULACJI:

POPULACJI:

nisza ekologiczna (Charles Elton, 1927)

nisza siedliskowa

POJĘCIA ROZPATRYWANE NA POZIOMIE 

POJĘCIA ROZPATRYWANE NA POZIOMIE 

BIOCENOZY:

BIOCENOZY:

równowaga biocenotyczna (ekologiczna)

sukcesja

POJĘCIA ROZPATRYWANE NA POZIOMIE 

POJĘCIA ROZPATRYWANE NA POZIOMIE 

FIZJOCENOZY:

FIZJOCENOZY:

ekoton

background image

 

 

Pastwisko

Las

Rzeka

EKOTON

background image

 

 

CZYNNIKI OGRANICZAJĄCE

CZYNNIKI OGRANICZAJĄCE

W ŚRODOWISKU FIZYCZNYM 

W ŚRODOWISKU FIZYCZNYM 

           

                   

zakres  (minimum, optimum maksimum)

TEMPERATURA

zmienność

kompensacja w stosunku do innych 
czynników

ŚWIATŁO

WODA

TLEN

w wodach śródlądowych i w 
glebie

ZASOLENIE i pH

background image

 

 

background image

 

 

Wpływ światła na kształt plechy u glonów 
morskich

background image

 

 

JEŚLI ORGANIZM MA SZEROKI ZAKRES TOLERANCJI

W STOSUNKU DO WZGLĘDNIE STAŁEGO CZYNNIKA,
TO CZYNNIK TEN RACZEJ
NIE JEST CZYNNIKIEM OGRANICZAJĄCYM
(np. woda w zbiornikach wodnych).

JEŚLI ORGANIZM MA OKREŚLONE,
WĄSKIE GRANICE TOLERANCJI W STOSUNKU
DO ZMIENNEGO CZYNNIKA, TO TAKI CZYNNIK
MOŻE BYĆ OGRANICZAJĄCYM
(np. woda w glebie).

background image

 

 

background image

 

 

Gatunki 
eurytopowe

Gatunki 
kosmopolityczne

o dużym 
zasięgu

=

Gatunek ten występuje prawie na 
całej kuli ziemskiej z wyjątkiem  
basenu Amazonki Występuje nad 
brzegami wód stojących i 
płynących, oraz na wszelkich 
podmokłych terenach jak bagna, 
przydrożne rowy, oraz wilgotne 
łąki. 

 Trzcina 
pospolita

 Orlica 
(paproć)

Roślina ta nie 
występuje tylko w 
rejonach arktycznych, 
pustynnych oraz 
stepowych oraz w 
górach powyżej górnej 
granicy lasu

 traganek

Traganek duński, ale 
we wszystkich 
ekosystemach 
półkuli północnej 
znajdziemy jakieś 
gatunki odpowiednio 
przystosowanych 
traganków

background image

 

 

Gatunki 
eurytopowe

Gatunki 
kosmopolityczne

o dużym 
zasięgu

=

 
rybołów

Rybołów występuje 
nad wodami całego 
świata np. w Polsce 
nad Odrą oraz nad 
Morzem Czerwonym

Wydrzyki występują 
na wszystkich 
brzegach mórz na 
świecie. Są to ptaki 
drapieżne np. w 
okolicy Antarktydy 
polują na pingwiny

 Wydrzyk czyli 
Skua

 Wilk

Wilk zasiedla prawie 
całą półkulę 
północną, polując w 
lasach Eurazji i 
Ameryki Północnej na 
zwierzynę drobną i 
grubą (sarny, jelenie, 
łosie). Preferuje życie 
w tajdze

background image

 

 

background image

 

 

CECHY POPULACJI

CECHY POPULACJI

• liczebność (zagęszczenie)

• struktura płciowa

• struktura wiekowa

• liczba urodzeń

• śmiertelność (w tym w grupach wiekowych)

• organizacja wewnętrzna (rodziny, stada)

• odżywianie

• wykorzystywanie środowiska (rozmieszczenie)

• współwystępowanie z innymi populacjami

background image

 

 

Zagęszczenie populacji

Zagęszczenie populacji

ludność Europy

                           6O osób/km²

ludność Australii                            1,5 osoby / km²

jelenie w terenach leśno-polnych

     1-15 osobników / 

100 km²

sarny w terenach leśno-polnych

     15-225 osobników / 

100 km²

sadzonki sosny w uprawie leśnej

     10-17 tysięcy 

osobników/ ha

dorosłe sosny tworzące las

     300-600 osobników / ha

dżdżownica kompostowa

                3-5 tysięcy w m

3

 

kompostu

background image

 

 

Właściwości populacji

Właściwości populacji

Populacja jest to grupa organizmów należących do tego samego gatunku, 
współwystępujących na określonym obszarze i w określonym czasie.

Podstawowa cecha populacji to 

zagęszczenie

.

Na zagęszczenie mają wpływ: rozrodczość, śmiertelność, imigracja i 
emigracja.

Właściwości wtórne populacji: struktura wiekowa, struktura genetyczna) 
struktura przestrzenna (sposób rozmieszczenia osobników).

                                                  imigracja

                                                             +
                               +                                                        _
rozrodczość

                   

zagęszczenie 

                                  

śmiertelność

                                                               _

                                                 emigracja

background image

 

 

Tab. 1. Liczba gatunków z głównych gromad roślin i  typów  zwierząt

Tab. 1. Liczba gatunków z głównych gromad roślin i  typów  zwierząt

Rośliny — gromada

Przybliżo

na liczba 

gatunków

Zwierzęta - typy

Przybliżon

a liczba 

gatunków

Zielenice (Chlorophyta)

Okrzemki (Bacillarophyta)

Brunatnice (Phaeophyta)

Krasnorosty (Rhodophyta)

Sinice (Cyanophyta)

Bakterie (Bacteriophyta)

Grzyby (Mycota)

Porosty (Lichenes))

Mszaki (Byophyta)

Widłaki (Lycododiophyta)

Paprocie (Polypodiophyta)

Nagonasienne(Gymnosperm

ae)

Okrytonasienne(Angiosperm

ae)

6 000

10 000

1 000

2 500

1 500

5 000

70 000

30 000

25 000

1 000

9 000

1 000

250 000

Pierwotniaki (Protozoa)

Gąbki. (Spongiae)

Jamochłony (Coelenterata)

Płazińce (Platyhelminthes)

Obleńce (Nemathelminthes)

PierścienIce (Annelida)

Mszywioły (Bryozoa) 

Mięczaki (Mollusca) 

Stawonogi (Arthropoda) bez 

owadów

Owady (Insekta)

Szkarłupnie (Echinodermata)

Kręgowce (Vertebrata)

30 000

5 000

9 000

6 000

10 000

7 000

3 000

108 000

70 000

1 000 

000

6 000

35 000

Rośliny - ogółem

412 

000

1 289 

000

Łączna liczba gatunków i zwierząt                                                                     
     1 701 000

background image

 

 

Migracja osobników

Jest to proces o podstawowym znaczeniu, zapobiegający wsobnemu krzyżowaniu 
w obrębie populacji, dzięki czemu odbywa się przepływ genów między 
populacjami.

Migracja ogranicza geograficzne rozmieszczenie gatunku oraz wpływa na skład 
zgrupowań wielogatunkowych.

Niektóre populacje istnieją tylko dzięki imigracji osobników, np. we wschodniej 
części USA na małych płatach leśnych populacje drobnych ptaków śpiewających 
utrzymują się jedynie dzięki imigracji.

Badanie migracji zwierząt jest trudne; główne metody to znakowanie i 
radiotelemetria.

background image

 

 

Jednym z głównych problemów ochrony przyrody jest 
umożliwienie imigracji i emigracji w populacjach 
zasiedlających izolowane fragmenty siedlisk.

Słabe zdolności migracyjne osobników mogą być przyczyną 
rzadkości gatunku. Przykładem jest populacja 

dzięcioła 

skromnego Dendrocopos borealis,

 niegdyś licznie 

występującego na dużych obszarach USA, obecnie 
uratowanego przed wyginięciem. Młode osobniki mogą albo 
migrować w poszukiwaniu miejsc do osiedlania się, albo 
pozostać jako osobniki towarzyszące parze lęgowej. 
Kluczowym problemem jest wykucie nowej dziupli, które trwa 
kilka lat. Dlatego ptaki wolą konkurować o istniejące już 
miejsca lęgowe, niż osiedlać się w nowych miejscach, i 
migrację rozpoczyna tylko 25% z prze samców.

Bardzo skuteczne okazało się wykucie dziupli w pniach sosen 
w Karolinie Północnej - 18 na 20 stanowisk zostało 
skolonizowanych przez dzięcioły skromne, które utworzyły tam 
nowe grupy socjalne. Dzięki temu uratowano je przed 
wyginięciem.

background image

 

 

Rozrodczość

Rozrodczość

Płodność

 - zdolność osobnika do wydawania potomstwa

Rozrodczość

 - liczba potomstwa produkowanego w określonym czasie

Rozrodczość potencjalna

 - w przypadku człowieka 1 noworodek /1 kobietę w wieku 

rozrodczym / rok

Rozrodczość realizowana

 - w przypadku człowieka 1 noworodek / kobietę w wieku 

rozrodczym / 15 lat

Wskaźnik urodzeń

 - liczba potomstwa produkowanego przez 1 samicę w jednostce 

czasu,np.uostrygica.5Omln jaj/ rok, u ryb tysiące jaj/rok, u żab-setki jaj/rok, u ptaków  1-20 
piskląt/rok,
 u ssaków dużych 1- 2młode /rok, u ssaków małych np. u myszy 2O- 50/rok.

Śmiertelność

Śmiertelność

 to liczba osobników umierających w jednostce czasu

Długość życia potencjalna

 to maksymalny okres, który zdolny jest przeżyć osobnik danego 

gatunku w optymalnych warunkach życia (określony przez granicę fizjologiczną)

Długość życia realizowana

 jest to długość życia osobnika w populacji w określonych 

warunkach środowiska, ograniczona przez choroby, drapieżców, inne zagrożenia. Np. rudzik 
(Erithacus rubecula) w naturze żyje 1 rok, a w niewoli może żyć do 11 lat.
Średnia długość życia kobiety w Starożytnym Rzymie wynosiła 21 lat, w Anglii w 1780 
roku -39 lat, a w USA w 1990 roku -79 lat.

Wskaźnik przeżywalności

 

- spadek liczebności osobników w kolejnych grupach wieku, np. 

dla ryb:

Wskaźnik przeżywalności                liczebność

*

  ryb 3 letnich

                                               =       -----------------------------------
między 2 i 3 rokiem życia                 liczebność

* 

 ryb 2 letnich 

* liczebność względna na podstawie ryb złowionych

background image

 

 

Nie zawsze proporcja płci wynosi 1:1, np. 

 w populacjach lemingów leśnych w Finlandii udział 
samców wynosi 25 % 

 w populacji wilgowronów meksykańskich (Teksas) w 
grupie piskląt samce stanowią 50 %, ale wśród dorosłych 
tylko 29 % 
Proporcja płci wywiera wpływ na tempo rozrodu oraz na 
interakcje socjalne.

Struktura płciowa

background image

 

 

Są  podobne  do  świnek  morskich,  co  3-6  lat 
występują  bardzo  licznie  w  tundrze  Arktyki.  W 
ciągu jednego lata samica może urodzić nawet do 
78  młodych!  Gdy  brakuje  pokarmu,  zaczynają  się 
masowe  wędrówki  migracyjne  w  poszukiwaniu 
lepszych  miejsc  bytowania.  Większość  ze  zwierząt 
ginie  np.  podczas  próby  pokonania  jeziora  czy 
rzek.  Nieprawdziwe  są  jednak  opowieści  o 
samobójczych  skokach  lemingów  do  wody  z 
wysokich  skał!  Lemingi  w  okresach  masowych 
pojawów  padają  ofiara  wielu  drapieżców,  dla 
których 

stanowią 

podstawowy 

pokarm, 

np. 

wydrzyków, sów śnieżnych, lisów polarnych i łasic

Sowa śnieżna

Lis polarny

background image

 

 

Są jeszcze inne cechy różniące osobniki w 
obrębie populacji, np. 

kolor

. Tak więc 

populacja jest zbiorem różniących się 
osobników, a jednocześnie może być 
traktowana jako zbiór przeciętnych 
osobników, gdy obliczamy np. jej 
zagęszczenie.

Struktura wiekowa i 
wielkościowa

Ma wpływ na przebieg wielu procesów. Osobniki starsze są 
z reguły większe, a w efekcie składają więcej ikry (ryby) lub 
wydają więcej nasion (rośliny). U ssaków osobniki młode są 
podatne na choroby, na które nie zapadają osobniki 
dorosłe.

Wiek i wielkość

 są ważne u wszystkich 

gatunków, u których wykształcona jest 
organizacja socjalna, gdyż ma w to wpływ na 
pozycję socjalną osobnika.

Wielkość

 jest cechą szczególnie ważną u organizmów 

występujących w formie struktur wieloosobniczych. 
Należy tu wiele roślin rozmnażających się przez 
odrosty, np. trawy, oraz wiele zwierząt z niższych grup 
systematycznych, np. gąbki, koralowce, mszywioły. 
Wielkość struktur określa ich rolę ekologiczną.

background image

 

 

Świerk

Jodła

Struktura  wiekowa  świerka  i  jodły  strefy  subalpejskiej  Gór  Skalistych  jest 
nietypowa.  Niektóre  klasy  wieku  są  znacznie  liczniejsze  niż  inne;  są  to 
struktury  dominujące.  Taka  sytacja  dotyczy  gatunków  o  osobnikach 
długowiecznych,  np.  ryb,  drzew.  W  takich  populacjach  struktura  wiekowa 
może się zmieniać znacznie z roku na rok 

background image

 

 

Informacja o strukturze wiekowej populacji może być użyta do określenia 

jej stanu. Populacje będące w fazie wzrostu na ogół charakteryzują się 

liczebną dominacją osobników młodych. Taka sytuacja była (i nadal jest) w 

Kenii, gdzie tempo wzrostu wynosiło w 1991 r. 3,8% rocznie , a średnia 

oczekiwana długość życia – 63 lata. W USA tempo wzrostu wynosiło 0,8% 

rocznie, a średnia oczekiwana długość życia – 75 lat.

10      8       6   4       2    0       2      4    
   6       8      10

10     8      6     4      2    0      2     4      
6      8     10

10     8      6     4      2    0      2     4      6   
   8     10

Populacja o 

szybkim wzroście 

(Kenia)

Populacja o 

powolnym 

wzroście (USA)

Brak wzrostu 

populacji 

(Dania)

% w populacji

85+

80-84

75-79

70-74

65-69

60-64

55-59

50-54

45-49

40-44

35-39

30-34

25-29

20-24

15-19

10-14

5-9

0-4

Przed 1905

1905-1910

1910-1915

1915-1920

1920-1925

1925-1930

1930-1935

1935-1940

1940-1945

1945-1950

1950-1955

1955-1960

1960-1965

1965-1970

1970-1975

1975-1980

1980-1985

1985-1990

Kobiety

Kobiety

Kobiety

Mężczyźni

Mężczyźni

Mężczyźni

Czynniki 

środowiskow

e

śmiertelność

rozrodczość

Struktura 

wiekowa

Tempo wzrostu lub 
spadku liczebności 

populacji

background image

 

 

Metody oceny zagęszczenia bezwzględnego

Metody oceny zagęszczenia bezwzględnego

1. Liczenia bezpośrednie, np. powszechny spis ludności, liczenie drzew w lesie, fok podczas 

rozrodu, osiadłych bezkręgowców

2. Pobieranie prób z populacji

a) 

Metoda kwadratów

 - policzenie wszystkich osobników na określonej powierzchni; 

konieczna dokładność oceny i losowy dobór kwadratów do badań; metoda szeroko 
stosowana przy ocenie zagęszczenia bezkręgowców glebowych i roślin

b) 

Metoda znakowania i ponownych złowień, tzw. metoda Petersena

 - polega na łowieniu 

osobników, indywidualnym ich znakowaniu, wypuszczaniu i ponownym łowieniu. 
Stosowana do oceny zagęszczenia zwierząt ruchliwych. Metoda jest znacznie prostsza 
do zastosowania w przypadku populacji zamkniętej (jej wielkość nie zmienia się między 
pierwszym a drugim połowem) niż otwartej (liczebność zmienia się w czasie trwania 
badań).

W tej metodzie powinny być spełnione 3 podstawowe założenia:

zwierzęta znakowane i nie znakowane łowią się przypadkowo, to znaczy z takim samym 
prawdopodobieństwem

śmiertelność osobników znakowanych jest taka sama jak nie znakowanych [ istocie 
metoda Petersena zakłada brak śmiertelności osobników podczas badań]

oznakowanie osobników jest trwale i wyraźne

[ problemów: niektóre myszy polne przyzwyczajają się do pułapek, inne - unikają ich, ryby 

mogą być

zranione podczas połowów siecią, długo żyjące ptaki mogą gubić obrączki itp.]

Metoda Petersena

 powtarzana wielokrotnie często 

służy

 nie tylko 

do oceny zagęszczenia

, ale 

także

dynamiki liczebności w czasie

wskaźnika śmiertelności (ubywania) i wskaźnika rozrodczości 

(przybywania).

background image

 

 

0

2

0

1

1

2

1

0

0

0

0

2

0

1

0

2

2

0

0

2

0

0

1

1

0

3

1

0

0

3

1

0

2

1

0

0

1

1 m

N

Lloyd oceniał zagęszczenie wijów w 
37 „kwadratach” w lesie bukowym w 
środkowej Anglii. Wyniki jakie 
uzyskał, są przedstawione na 
rysunku. Średnie zagęszczenie 
wynosi więc:

kwadracie

 

 w

ika

0,811osobn

kwadratów

 

37

osobników

 

30

lub, ponieważ powierzchnia każdego 
„kwadratu wynosi 0,08 m

zagęszczenie wijów można ocenić 
jako10,1 osobnika na m

2

Osobniki 
złowione i 
wyznakowane m 
= 16

Mieszanie się 
osobników 
znakowanych i 
nieznakowanych

liczba złowionych 
osobników = 20

Każdy kwadracik reprezentuje jednego 
osobnika

Połów pierwszy

Połów drugi

populacji

 

h w

znakowanyc

 

Udział

h

znakowanyc

 

osobników

 

Liczba

populacji

 

liczebnosc

 

Oceniana

Metoda znakowania i ponownych złowień, znana 
jako metoda Petersena lub wśród ekologów 
terenowych metoda Lincolna

background image

 

 

Rozród związany jest z określonymi korzyściami biologicznymi, ale także z 
kosztami. Polegają one na obniżeniu tempa wzrostu lub spadku 
przeżywalności, co jest konsekwencją przeznaczenia większej ilości energii na 
reprodukcję. Szczególnie laktacja u samic jest kosztowna energetycznie

Samice 
biorące udział 
w rozrodzie

Samice nie 
uczestniczące 
w rozrodzie

Samce jeleni żyjących w Szkocji bronią swoich haremów przy pomocy poroża i 
najefektowniejszy okres przypada między 6 a 11 rokiem życia. Samice jeleni 
(łanie) rodzą młode od 3 do 15 roku życia i żyją dłużej niż samce. Dlatego 
krzywe wartości reprodukcyjnej samic i samców są różne

byki

łanie

background image

 

 

Metody oceny zagęszczenia 

Metody oceny zagęszczenia 

względnego

względnego

Metody te służą do obliczania mniej lub bardziej 
dokładnych wskaźników liczebności rzeczywistej i do 
porównywania zagęszczenia populacji na dwóch lub 
więcej terenach. Nie można jednak na ich podstawie 
twierdzić, że zagęszczenie na terenie x jest np. 
dwukrotnie większe niż na terenie y.

 Metoda pułapkowa, stosowana głównie do oceny liczebności gryzoni i owadów

 Metoda liczenia odchodów stosowna do oceny liczebności zajęcy, jeleni, myszy

 Metoda liczenia głosów (w odniesieniu do ptaków), np. liczba krzyków bażantów 
słyszanych w ciągu 15 minut  wczesnym rankiem)

 Liczenie zwierząt upolowanych przez  myśliwych, np. liczba skór skupowanych w 
Ameryce Płn.

 Ocena wielkości połowów, np. liczba ryb złowionych w ciągu 100 godz. trałowania.

 Metoda liczenia różnych śladów pozostawianych przez zwierzęta, np. liczenie 
wypluwek ptaków drapieżnych, gniazd wiewiórek na drzewach czy też nor 
wygrzebanych w mule przez raki

background image

 

 

 Metoda ankietowa - ankiety wysyłane są do myśliwych oceniających 
subiektywnie zmiany liczebności; przydatna w ocenie głębokich zmian 
Iiczebności dużych  zwierząt.

 Metoda oceny stopnia pokrycia podłoża - % powierzchni gleby pokryty 
przez rośliny lub % pokrycia skalistego dna morskiego przez osiadłe 
bezkręgowce, np. małże.

Metoda oparta na ocenie ilości zjedzonej przynęty, np. do oceny liczebności 
myszy i szczurów.

 Liczenie wzdłuż określonej trasy, np. jadąc samochodem można liczyć 
wszystkie widziane po drodze ptaki  drapieżne.

Metody oceny zagęszczenia względnego są - użyteczne 
jako uzupełnienie metod bezpośrednich oraz przy ocenie 
głębokich zmian liczebności populacji.

Dokładne policzenie wszystkich osobników populacji jest 
możliwe bardzo rzadko

, najczęściej określa się tyko rząd 

wielkości liczebności populacji. 

background image

 

 

Typ I

Typ II

Typ III

Podstawowe typy krzywych przeżywania wg Pearla (1928)

1.Krzywa przezywania Typu I

Jest  charakterystyczna  dla  populacji  w  których  śmiertelność  jest  niewielka,  przez 
większą część życia, a wzrasta znacznie w klasach osobników najstarszych

2.

 

Krzywa przeżywania Typu II

Wykazuje na stałe tempo ubywania (śmiertelność) osobników, niezależnie od wieku.

3. Krzywa przezywania typu III

Dotyczy populacji w których śmiertelność osobników młodych w pierwszych okresach 
życia Jest największa, zaś w starszych klasach wiekowych śmiertelność jest niewielka i 
względnie stała (niezależna od wieku)

background image

 

 

a. 

Krzywa 

przeżywalność 

ludności 

USA 

uwzględnieniem płci.

b.  Krzywa  przeżywalności  noworodków  w  pierwszym 
miesiącu życia

a

kobiety

mężczyźni

b

dziewczynki

chłopcy

Rzeczywiste  krzywe  przeżywania  zawsze  nieznacznie  różnią 
się  od  teoretycznych.  Na  przykład  krzywe  przeżywania 
populacji ludzkich w krajach wysoko rozwiniętych są zbliżone 
do  krzywej  typu  I.  Krzywe  typu  II  są  charakterystyczne  dla 
wielu  ptaków,  natomiast  typ  III  dotyczy  wielu  gatunków  ryb, 
bezkręgowców morskich a także pasożytów

background image

 

 

Ważna zasada demograficzna

W populacji o stałej rozrodczości i śmiertelności osobników (w 
określonym wieku):

1. liczebność wzrasta zgodnie z krzywą wykładniczą, stosownie do wartości wrodzonego 

tempa wzrostu,
2. ustala się określona stała struktura wiekowa,
3. struktura wiekowa jest stałą i może pozostawać bez zmian przez dowolnie długi 

okres.

Struktura wiekowa populacji nie zmienia się tak długo, jak długo pozostają nie 
zmienione jej tabele pożywienia i płodności

Populacje o wzroście wykładniczym osiągają stałą strukturę wiekową, zaś te,  które 
okresowo utrzymują stałą liczebność, cechują się niezmienną strukturą wiekową.

W populacjach naturalnych struktura wiekowa populacji jest zwykle zmienna w czasie.

Stała struktura 

wiekowa

 populacji 

gwałtowny wzrost 

liczebności populacji

Niezmienna struktura wiekowa

 liczebność populacji stała

Jest to struktura 
wiekowa populacji o 
wykładniczym wzroście 
liczebności

Jest to struktura 
hipotetyczna i pokazuje, 
jaka byłaby struktura 
wiekowa populacji o 
określonym wskaźniku 
rozrodczości, gdyby ten 
wskaźnik śmiertelności by 
idealnie taki sam

Nornik 
zwyczajny

background image

 

 

Wzrost 
logistyczny

Wzrost 
wykładniczy

Populacje o pokoleniach ciągłych:

1.Tempo wzrostu jest stałe

Powstaje krzywa wykładniczego wzrostu 
nieograniczonego

2. Tempo wzrostu jest zależne od zagęszczenia

Powstaje krzywa logistycznego wzrostu 
ograniczonego przez pojemność środowiska

Krzywa logistyczna = krzywa esowata. Ma ona 
górną asymptotę, do której zmierza liczebność 
populacji

background image

 

 

Paramecium 
aurelia

Paramecium 
caudatum

Wzrost liczebności populacji pantofelków Paramecium aurelia i 
Paramecium caudatum
 w temp. 26

o

C w zbuforowanym roztworze 

Osterhouta przy pH = 8,0 i stałym dopływie bakterii jako 
pożywienia (dane z: Gause 1934)

Wzrost populacji drożdży 

(za: Pearl 1927; dane z: 
Carlson 1913

r

0,54

4,19

1

665

e

N

K = 665

background image

 

 

Wyniki  doświadczalne  często  wskazują  dużą  zgodność 
z  krzywą  logistyczną.  Jednak  górna  asymptota 
populacji może się różnić w zależności od wrodzonego 
tempa  reprodukcji  (np.  pantofelki  w  eksperymencie 
Gausego). Ponadto liczebność populacji po osiągnięciu 
poziomu  pojemności  środowiska  może  wykazywać 
spadek (np. trojszyki w doświadczeniu Parka

linia c 
I

linia c IV

Wzrost  liczebności  populacji  trojszyka  Tribolium  castaneum  w 
hodowli  w  8  g  mąki  w  temp.  29

o

C  I  wilgotności  względnej  70%. 

Widoczne  są  znaczne  różnice  w  przebiegu  wzrostu  populacji 
różnych linii genetycznych u tego gatunku

background image

 

 

Populacje o pokoleniach nieciągłych

1.Tempo wzrostu jest stałe

Jeżeli  gatunek  rozmnaża  się  tylko  raz  w 
roku,  a  tempo  wzrostu  jest  stałe,  to  wzrost 
populacji 

będzie 

wykładniczy. 

Tempo 

wzrostu  będzie  w  tym  przypadku    zależne 
od  tempa  reprodukcji  netto,  czyli  od  liczby 
potomstwa  płci  żeńskiej  dożywającego  do 
sezonu rozrodczego w roku następnym.

R

o

=1,2

0

R

o

=1,1

5

R

o

=1,1

0

R

o

=1,0

5

background image

 

 

2. Tempo wzrostu jest zależne od  

zagęszczenia

Przy 

dużych 

zagęszczeniach 

rozrodczość  spada,  a  wzrasta 
śmiertelność  (epidemie,  brak 
pokarmu). Fluktuacje liczebności 
zależne  są  od  korelacji  między 
zagęszczeniem 

populacji 

tempem jej wzrostu. 

Zagęszczenie 

zrównoważone 

oznacza 

punkt 

którym 

śmiertelność 

równoważy 

rozrodczość.

Im 

bardziej 

faktyczne 

zagęszczenie  populacji  odbiega 
od 

zagęszczenia 

zrównoważonego,  tym  większe 
będą  oscylacje  liczebności  przed 
osiągnięciem zrównoważenia.

Przy  dużej  różnicy  mamy  do 
czynienia 

chaotycznymi 

fluktuacjami 

charakterze 

przypadkowym

R=0,0

18

R=0,0

25

R=0,0

29

background image

 

 

Przykład bezpośredniej obserwacji 

przeżywalności

Pąkle    Chtalamus  stellatus  i  Balanus 
balanoides  
przytwierdzone  do  skał 
podwodnych  w  Szkocji  konkurują  ze 
sobą.

Osobniki 

Chtalamus 

stellatus 

przeżywały 

znacznie 

lepiej, 

gdy 

doświadczalnie 

usunięto 

Balanus 

balanoides 

(gatunek 

naturze 

dominujący)

Stanowiska z których 
usunięto Balanus 
balanoides
 

Stanowiska z których nie 
usunięto Balanus 
balanoides
 

Na obszarze Parku Narodowego Serengeti w Afryce Wschodniej zbierano 
wszystkie czaszki bawołu afrykańskiego (Syncerus caffer), które umierały w 
sposób naturalny. Wiek określano na podstawie rocznych pierścieni przyrostów 
rogu. Ubywanie osobników młodych (do lat 2) badano bezpośrednio w składzie

Przykład 

przeżywalności na 

podstawie określania 

wieku osobników 

umierających

samice

samce

background image

 

 

Wyspy St. Paul

Wyspy St. 
George

W  roku  1911  wprowadzono  renifery  na  dwie  wyspy  na  Morzu  Berlinga,  blisko 
wybrzeży Alaski, jednak dalszy wzrost populacji przebiegał zupełnie inaczej na każdej 
z wysp, pomimo, że warunki ekologiczne były bardzo podobne na obu wyspach

Żuraw  krzykliwy  (Grus  americana)  jest  dobrym  przykładem  odnawiania  się 
gatunku  niegdyś  zagrożonego  wyginięciem  .  Zaczęto  go  chronić  w  roku 
1916,  jednak  dopiero  po  roku  1956  liczebność  populacji  powiększa  się 
szybciej.  Obserwuję  się  cykliczność  wzrostu  spowodowaną  być  może 
cyklicznie  zmienną  presją  drapieżników  na  terenach  lęgowych  żurawi  w 
kanadyjskim  Parku  Narodowym  Wood  Bufflo.  Na  zimę  ptaki  migrują  do 
Teksasu 

background image

 

 

Żółw Karetta

Stan normalny

Zastosowanie teorii populacji do celów ochrony 
gatunkowej

Żółw Karetta zagrożony wyginięciem żółw morski występujący w Oceanie 
Atlantyckim  wzdłuż  południowo-  wschodnich  wybrzeży  USA.    Na 
podstawie modelu macierzowego dla cyklu życiowego żółwia przebadano 
różne  sposoby  zatrzymania  spadku  liczebności  tego  gatunku.  Rycina 
pokazuje  skutki  podwyższenie  płodności  o  50%  lub  podniesienia 
przeżywalności  na  każdym  etapie  cyklu  życiowego.  Najlepszy  efekt 
uzyskuje się podnosząc przeżywalność osobników młodocianych.

Obecnie  największą  wagę  przykłada  się  do  ochrony  jaj  składanych  przez 
żółwie  na  plaży,  jednak  nawet  po  30  latach  ochrony  gniazd  żółwi  nie 
obserwuje  się  żadnego  wzrostu  populacji.  Należy  zadbać,  by  zwiększała 
się  przeżywalność  żółwi  młodocianych  w  morzu.  Duża  liczba  młodych 
żółwi topi się złowiona w sieci zastawione do połowów krewetek. Obecnie 
więc tak konstruuje się te sieci, by nie wpadały w nie żółwie.


Document Outline