Популяция экологиясы – түрлөрдүн популяциясынын динамикасын жана бул популяциялардын айлана-чөйрө менен өз ара аракеттенүүсүн караган экологиянын бөлүмү. Бул түрлөрдүн популяциясынын өлчөмдөрүнүн убакыт жана мейкиндик боюнча кандай өзгөрүшүн изилдөө. Бул термин көбүнчө популяциянын биологиясы же популяция динамикасы менен синоним катары колдонулат. Жашоо үчүн күрөштүн түрлөрүн да көп сүрөттөйт. Табигый тандалуудан улам максималдуу ыңгайлашкан индивиддердин саны көбөйөт.
Биологияда популяция – бул белгилүү бир түрдүн же анын бир аймакта жашаган белгилүү бир санынын таралуу даражасы.
Тарых
Баары кантип башталды? Калк экологиясынын өнүгүшү көбүнчө демографияга жана жашоонун учурдагы таблицаларына байланыштуу. Бул бөлүм учурдагы экологиялык шарттарда абдан маанилүү.
Популяция экологиясы жаратылышты коргоо биологиясында өзгөчө маанилүүпопуляциянын жашоо жөндөмдүүлүгүн талдоо (PVA) иштеп чыгуу, ал белгилүү бир жашоо чөйрөсүндө бир түрдүн узак мөөнөттүү калуу ыктымалдыгын болжолдойт. Бул экология биологиянын бир түрү болгону менен, популяциянын динамикасы тармагында иштеген математиктер жана статистиктер үчүн кызыктуу маселелерди сунуштайт. Биологияда популяция негизги терминдердин бири болуп саналат.
Модельдер
Баардык илим сыяктуу эле экология да моделдерди колдонот. Калктын өзгөрүшүнүн жөнөкөйлөштүрүлгөн моделдери, адатта, төрт негизги өзгөрмөлөрдөн (төрт демографиялык процесс) башталат, анын ичинде өлүм, төрөлүү, иммиграция жана эмиграция. Демографиялык кырдаалдын өзгөрүшүн жана калктын эволюциясын эсептөө үчүн колдонулган математикалык моделдер тышкы таасирдин жоктугун болжолдойт. "…бир эле учурда бир нече атаандаш гипотеза маалыматтар менен кагылышканда" моделдер математикалык жактан татаалыраак болушу мүмкүн.
Геометриялык популяциялардын кээ бир касиеттерин математикалык жактан алуу үчүн популяциянын өнүгүүсүнүн каалаган моделин колдонсо болот. Өлчөмү геометриялык жактан өсүп жаткан популяция – бул асыл тукум муундар бири-бирине дал келбеген популяция. Ар бир муунда Не деп белгиленген эффективдүү популяциянын өлчөмү (жана аймагы) бар, бул популяциядагы ар кандай репродуктивдүү муундарда көбөйө ала турган жана көбөйө турган особдордун саны. Эмне тынчсыздандырат.
Тандоо теориясы r/K
Популяция экологиясындагы маанилүү түшүнүк r/K тандоо теориясы болуп саналат. Биринчи өзгөрмө r (табигый өсүштүн ички темпипопуляциянын саны, ал тыгыздыгына көз каранды эмес), ал эми экинчи өзгөрмө К (калктын өткөрүү жөндөмдүүлүгү, тыгыздыгына көз каранды). Мында түр ичиндеги мамилелер белгилүү роль ойнойт.
R тандалган түрлөр (мис., мите сыяктуу көптөгөн курт-кумурскалар түрлөрү) тукумдуулугу жогору, ата-эненин жашы жете электерге инвестициясы аз жана жеке адамдар жетилгенге чейин өлүмдүн деңгээли жогору. Эволюция r-тандалган түрлөрдүн өндүрүмдүүлүгүнө өбөлгө түзөт. Ал эми, K-тандалган түрлөрдүн (мисалы, адамдар) төрөттүн деңгээли төмөн, ата-эненин жаш кезинде салымы жогору жана инсандар жетилгенде өлүмдүн деңгээли төмөн.
К-тандалган түрлөрдүн эволюциясы көбүрөөк ресурстарды азыраак тукумга айлантууда натыйжалуулукту камсыз кылат. Түрлөр аралык жемишсиз мамилелердин натыйжасында бул тукумдар тукум курут болуп, алардын популяциясынын акыркы өкүлдөрүнө айланышы мүмкүн.
Теориянын тарыхы
r/K-тандоо терминологиясы 1967-жылы экологдор Роберт Макартур жана Э. О. Уилсон тарабынан аралдын биогеографиясы боюнча иштеринин негизинде иштелип чыккан. Бул теория калктын өзгөрүү себептерин аныктоого мүмкүндүк берет.
Теория 1970-1980-жылдары эвристикалык түзүлүш катары колдонулганда популярдуу болгон, бирок 1990-жылдардын башында бир нече эмпирикалык изилдөөлөр тарабынан сынга алынганда жакпай калган. Жашоо тарыхы парадигмасы r/K тандоо парадигмасын алмаштырды, бирок анын көптөгөн маанилүү темаларын камтыйт. Көбөйүү каалоосу негизги болуп саналатэволюциянын кыймылдаткыч күчү, ошондуктан бул теория аны изилдөө үчүн абдан пайдалуу.
Ошентип, r-тандалган түрлөр өсүү темпинин жогору экендигин баса белгилеген, азыраак жыш жайгашкан экологиялык уяларды эксплуатациялоого ыктаган жана ар биринин бойго жеткенге чейин аман калуу ыктымалдыгы салыштырмалуу аз болгон (б.а. жогорку r, төмөн) көп тукумдарды чыгаргандар. К). r типтүү түрү каакым (Tarakacum уруусу).
Туруксуз же күтүүсүз чөйрөдө r-тандоо тез көбөйүү жөндөмүнөн улам үстөмдүк кылат. Башка организмдер менен ийгиликтүү атаандашууга мүмкүндүк берген адаптациялардын артыкчылыгы аз, анткени айлана-чөйрө кайра өзгөрүшү мүмкүн. r-тандоону мүнөздөйт деп болжолдонгон өзгөчөлүктөргө төмөнкүлөр кирет: жогорку түшүмдүүлүк, кичинекей дене өлчөмү, эрте жетилгендик, муундун кыска убакыты жана тукумду кеңири тарата билүү.
Турмуш тарыхы r-тандоодон өткөн организмдер көбүнчө r-стратегдер деп аталат. r-тандалган белгилерди көрсөткөн организмдер бактериялар жана диатомдордон курт-кумурскаларга жана чөптөргө чейин, ошондой эле ар кандай жети бөлүктүү баш буттуулар жана майда сүт эмүүчүлөр, өзгөчө кемирүүчүлөр болушу мүмкүн. К дифференциалдык теориясы жаныбарлардын табигый тандалуусу менен кыйыр байланышы бар.
Түрлөрдү тандоо
K тандалган түрлөр жүк көтөрүмдүүлүктүн тыгыздыгына жакын жерде жашоо менен байланышкан өзгөчөлүктөргө ээ жана азыраак инвестиция салган толгон уяларда күчтүү атаандаш болушат.тукумдун саны. Алардын ар биринин бойго жеткенге чейин аман калуу ыктымалдыгы салыштырмалуу жогору (б.а. төмөн r, жогорку к). Илимий адабияттарда r-тандалган түрлөр кээде "оппортунисттик" деп аталат, ал эми К-тандалган түрлөр "тең салмактуулук" деп аталат.
Туруктуу же болжолдуу шарттарда K-тандоо басымдуулук кылат, анткени чектелген ресурстар үчүн ийгиликтүү атаандашуу жөндөмдүүлүгү өтө маанилүү жана K-тандалган организмдердин популяциялары адатта сан жагынан абдан туруктуу жана айлана-чөйрө мүмкүн болгон максимумга жакын болот. колдоо. r-тандалгандан айырмаланып, калктын саны тезирээк өзгөрүшү мүмкүн. Сандардын аздыгы мутациянын себептеринин бири болгон инцестке алып келет.
Мүнөздөмөлөр
К-тандоо үчүн мүнөздүү деп эсептелген өзгөчөлүктөргө дененин чоң көлөмү, узак өмүр сүрүү жана азыраак тукум берүү кирет, алар жетилгенге чейин ата-эненин кылдат камкордугун талап кылат. Жашоо тарыхы К-тандалган организмдер көбүнчө К-стратегдери же К-тандалган деп аталат. К-тандалган белгилери бар организмдерге пил, адам, кит сыяктуу ири организмдер, ошондой эле арктикалык теректер, тоту куштар, бүркүттөр сыяктуу кичине, узак жашаган организмдер кирет. Калктын көбөйүшү жашоо үчүн күрөштүн бири.
Организмдердин классификациясы
Кээ бир организмдер биринчи кезекте r- же K-стратегдери катары аныкталганы менен, көпчүлүк организмдер бул үлгүнү карманбайт. Мисалы, дарактардын касиеттери барузак жашоо жана аларды К-стратегдери катары мүнөздөгөн жогорку атаандаштык. Бирок көбөйүүдө дарактар, адатта, миңдеген урпактарды берип, аларды кеңири таратат, бул r-стратегтерге мүнөздүү.
Ошондой эле, деңиз ташбакалары сыяктуу сойлоочулардын r- жана k- мүнөздөмөлөрү бар: деңиз таш бакалары узак өмүр сүргөн чоң организмдер болгону менен (эгер алар бойго жеткенде), алар байкалбаган көп сандагы тукумдарды чыгарышат.
Башка туюнтмалар
r/K дихотомиясын r-тандоосу чоң эсептик чендерге жана К-тандоосу чакан эсептик чендерге туура келген арзандатылган келечектеги кирешелердин экономикалык концепциясын колдонуу менен үзгүлтүксүз спектр катары кайра туюнтса болот.
Айлана-чөйрөнүн катуу бузулушу же стерилизациясы бар аймактарда (мисалы, Кракатоа же Сент-Хеленс тоосу сыяктуу чоң жанар тоонун атылышынан кийин) r- жана K-стратегдери экосистеманы калыбына келтирүүчү экологиялык ырааттуулукта ар кандай ролдорду ойношот. Репродуктивдүү деңгээли жогору болгондуктан жана экологиялык оппортунизмден улам, негизги колонизаторлор стратегдер болушат жана андан кийин өсүмдүктөр менен жаныбарлардын ортосундагы атаандаштык күчөп баратат. Айлана-чөйрөнүн күн энергиясын фотосинтездик жол менен басып алуу аркылуу энергиянын мазмунун жогорулатуу жөндөмдүүлүгү татаал биоартүрдүүлүктүн көбөйүшү менен жогорулайт, анткени r-түрлөр максималдуу көбөйөт. K.
стратегияларын колдонуу
Жаңы тең салмактуулук
Акыры жаңы тең салмактуулук (кээде кульминациялык коомчулук деп аталат) келип чыгат, анткени r-стратегтери бара-бара атаандаштыкка жөндөмдүү жана жаңы микроэкологиялык ландшафттын өзгөрүүлөрүнө жакшыраак ыңгайлашкан К-стратегтери менен алмашат. Адаттагыдай, биологиялык ар түрдүүлүк бул этапта жаңы түрлөрдүн интродукциясы менен максималдуу түрдө көбөйөт деп эсептелген, натыйжада эндемикалык түрлөр алмашып, жергиликтүү тукум курут болгон. Бирок, ортодогу бузулуу гипотезасында ландшафттын ортодогу бузулуу деңгээли ар кандай деңгээлдеги патчтарды жаратып, колонизаторлор менен атаандаштардын аймактык масштабда чогуу жашоолорун жеңилдетет деп айтылат.
Жалпысынан түр деңгээлинде колдонулса да, r/K тандоо теориясы түрлөрдүн ортосундагы экологиялык жана жашоо айырмачылыктарынын эволюциясын изилдөө үчүн да пайдалуу. Мисалы, африкалык бал аары А. м. scutellata жана италиялык аары А. м. ligustica. Шкаланын экинчи четинде ал бактериофагдар сыяктуу организмдердин бүтүндөй топторунун эволюциялык экологиясын изилдөө үчүн да колдонулган.
Изилдөө пикири
Ли Эллис, Дж. Филипп Руштон жана Аурелио Хосе Фигередо сыяктуу кээ бир изилдөөчүлөр r/K тандоо теориясын адамдын ар кандай жүрүм-турумдарына, анын ичинде кылмыштуулукка, сексуалдык бузукулукка, төрөткө жана жашоо тарыхынын теориясына байланыштуу башка сапаттарга колдонушкан. Руштондун иши аны географиялык аймактарда адамдын жүрүм-турумундагы көптөгөн айырмачылыктарды түшүндүрүүгө аракет кылуу үчүн "дифференциалдык К теориясын" иштеп чыгууга алып келди. Жана бул теория башка көптөгөн изилдөөчүлөр тарабынан сынга алынган. Акыркысы адамдын сезгенүү реакцияларынын эволюциясы r/K.
тандоосуна байланыштуу деп божомолдогон.
r/K тандоо теориясы 1970-жылдары кеңири колдонула баштаганына карабастан, ага көбүрөөк көңүл бурулууда. Айрыкча, эколог Стивен С. Стернстин рецензиясы теориядагы боштуктарга жана аны сыноо үчүн эмпирикалык маалыматтарды чечмелөөдөгү бүдөмүк жагдайларга көңүл бурган.
Кийинки изилдөө
1981-жылы, Парринин 1981-жылы r/K тандоосу боюнча адабияттарды карап чыгуусу изилдөөчүлөр арасында r- жана K-тандоону аныктоо теориясын колдонуу менен эч кандай макулдашуу жок экенин көрсөткөн, бул анын репродуктивдүү организмдердин ортосундагы байланыштын божомолуна шек келтирүүгө алып келген. чыгымдар. функция.
1982-жылы Темплтон жана Джонсон тарабынан жүргүзүлгөн изилдөө К-тандоосуна дуушар болгон Drosophila mercatorum популяциясында (чымындын бир түрчөсү) чындыгында r-тандоо менен байланышкан белгилердин жогорку жыштыгын пайда кылаарын көрсөттү. r/K тандоо теориясынын божомолдоруна карама-каршы келген бир нече башка изилдөөлөр да 1977-1994-жылдардын ортосунда жарыяланган.
1992-жылы Стернс теориянын абалын карап чыкканда, ал 1977-1982-жылдары BIOSIS адабият издөө кызматы жылына орточо 42 теорияга цитата келтиргенин, бирок 1984-жылдан 1989-жылга чейин орточо көрсөткүч жылына 16га түшкөнүн белгилеген. жана төмөндөөнү уланткан. Ал r/K теориясы мурда жашоо тарыхы теориясында эч кандай максатка кызмат кылбай турган пайдалуу эвристика болгон деген тыянакка келген.
Жакында адаптациянын панархиялык теориясыС. С. Холлинг жана Лэнс Гундерсон көтөргөн жөндөмдүүлүктөр жана туруктуулук теорияга болгон кызыгууну жандандырды жана аны коомдук системаларды, экономиканы жана экологияны интеграциялоонун бир жолу катары колдонууда.
Метапопуляция экологиясы
Метапопуляция экологиясы – бул ландшафттын сапаты ар кандай деңгээлдеги аймактарга жөнөкөйлөштүрүлгөн модели. Сайттардын ортосунда көчүп барган мигранттар булак же чөгүп турган метапопуляцияларда түзүлөт. Метапопуляция терминологиясында эмигранттар (сайттан кеткен адамдар) жана иммигранттар (сайтка көчүп барган адамдар) бар.
Метапопуляция моделдери мейкиндик жана демографиялык экология тууралуу суроолорго жооп берүү үчүн убакыттын өтүшү менен сайттын динамикасын изилдейт. Метапопуляция экологиясындагы маанилүү концепция куткаруу эффектиси болуп саналат, мында сапаты төмөн майда тактар (мис. чөгүп кеткен жерлер) жаңы иммигранттардын сезондук агымы менен сакталат.
Метапопуляциянын структурасы жылдан-жылга өнүгүп турат, мында кээ бир жерлер кургак жылдар сыяктуу чөгүп, шарттар кыйла ыңгайлуу болгондо булактарга айланат. Экологдор метапопуляциянын түзүлүшүн түшүндүрүү үчүн компьютердик моделдердин жана талаа изилдөөлөрүнүн аралашмасын колдонушат. Популяциянын курактык түзүмү - бул популяцияда белгилүү курактагы өкүлдөрдүн болушу.
Автоэкология
Эски термин аутоэкология (грек тилинен: αὐτο, auto, "өзүм"; οίκος, oikos, "үй чарбасы" жана λόγος, logos, "билим") билдиретболжол менен калктын экологиясы менен бирдей изилдөө тармагында. Ал экологияны аутэкологияга – айрым түрлөрдү чөйрөгө карата изилдөөгө – жана синекологияга – организмдердин топторун айлана-чөйрөгө карата изилдөөгө – же жамааттык экологияга бөлүүдөн келип чыгат. Одум (америкалык биолог) синэкологияны популяция экологиясына, коомчулук экологиясына жана экосистема экологиясына бөлүү керек деп эсептеп, автоэкологияны "түрлөрдүн экологиясы" деп аныктаган.
Бирок, бир канча убакыттан бери биологдор түрдүн уюшкандыгынын эң чоң деңгээли популяция экенин моюнга алышкан, анткени бул деңгээлде түрдүн генофонду эң ырааттуу. Чынында, Одум "автоэкологияны" экологиядагы "учурдагы тенденция" (б.а. архаикалык термин) деп эсептеген, бирок ал "түрлөрдүн экологиясын" экологиянын төрт бөлүмүнүн бири катары кошкон.
Популяциялык экологиянын биринчи басылышы (башында Population Ecology Research деп аталат) 1952-жылы жарык көргөн.
Популяция экологиясы боюнча илимий эмгектерди жаныбарлардын экологиясы боюнча журналдардан да тапса болот.
Калктын динамикасы
Популяция динамикасы – динамикалык системалар катары популяциялардын өлчөмүн жана жаш курактык курамын жана аларды түрткөн биологиялык жана экологиялык процесстерди (мисалы, төрөлүү жана өлүм көрсөткүчтөрү, иммиграция жана эмиграция) изилдөөчү жашоо илимдеринин тармагы.. Сценарийлерге калктын карылыгы, өсүшү же кыскаруусу кирет.
Экспоненциалдык өсүү жөнгө салынбаган көбөйүүнү сүрөттөйт. Бул табиятта көрүү үчүн абдан адаттан тыш көрүнүш. Калктын өсүшү акыркы 100 жылда экспоненциалдуу болду.
Томас Мальтус калктын санынын өсүшү ресурстардын, анын ичинде тамак-аштын жетишсиздигинен улам калктын ашыкча көбөйүшүнө жана ачарчылыкка алып келет деп эсептеген. Келечекте эл көп калкты бага албайт. Экспоненциалдык өсүштүн биологиялык болжолу жан башына өсүү темпи туруктуу болот. Өсүү ресурстардын жетишсиздиги же жырткычтык менен эле чектелбейт.
Популяция динамикасы башкаруу теориясынын бир нече колдонмолорунда кеңири колдонулган. Эволюциялык оюн теориясын колдонуу менен, калк оюндары ар кандай өнөр жай жана күнүмдүк контексттерде кеңири колдонулат. Негизинен бир нече киргизүү, көп чыгаруу (MIMO) системаларында колдонулат, бирок алар бир киргизүү, бир чыгуу (SISO) системаларында колдонууга ылайыкташтырылышы мүмкүн. Кээ бир колдонуу мисалдары аскердик кампаниялар, суу бөлүштүрүү үчүн ресурстарды бөлүштүрүү, бөлүштүрүлгөн генераторлорду жөнөтүү, лабораториялык эксперименттер, транспорт көйгөйлөрү, байланыш көйгөйлөрү болуп саналат. Мындан тышкары, өндүрүш көйгөйлөрүн адекваттуу контекстке айландыруу менен калктын динамикасы башкаруу көйгөйлөрүн натыйжалуу жана колдонууга оңой чечим боло алат. Көптөгөн илимий изилдөөлөр болгон жана уланууда.
Ашыкча калк
Ашыкча популяция бир түрдүн популяциясы экологиялык уянын көтөрүү жөндөмдүүлүгүнөн ашып кеткенде пайда болот. Бул натыйжа болушу мүмкүнтөрөлүүнүн (төрөттүн коэффициентинин) көбөйүшү, өлүмдүн азайышы, иммиграциянын көбөйүшү же туруксуз биома жана ресурстардын түгөнүшү. Мындан тышкары, бул бир жашаган жерде өтө көп адамдар бар болсо, адамдар жашоо үчүн болгон ресурстарды чектейт дегенди билдирет. Калктын жаш курагы өзгөчө роль ойнобойт.
Жапайы жаратылышта популяциянын көп болушу жырткычтардын популяциясынын көбөйүшүнө себеп болот. Бул жем популяциясын көзөмөлдөп, анын жырткычтарга алсыздыгын азайткан (жана жырткыч биргелешип эволюциялашы мүмкүн) болгон генетикалык өзгөчөлүктөрдүн пайдасына эволюциясын камсыздайт.
Жырткычтар жок болгон учурда, түрлөр чөйрөсүндөгү ресурстарга байланган, бирок бул ашыкча популяцияны көзөмөлдөй албайт. Жок дегенде кыска мөөнөттө. Ресурстардын көптүгү калктын өсүшүнө, андан кийин калктын кризисине алып келиши мүмкүн. Мындай леммингдер жана чычкандар сыяктуу кемирүүчүлөрдүн популяциясынын тез өсүшүнүн жана андан кийинки төмөндөшүнүн циклдери бар. Кар коёндорунун популяциясы, ошондой эле аларга аңчылык кылган жырткычтардын бири сүлөөсүн сыяктуу эле кескин өзгөрүп турат. Бул тенденцияга көз салуу популяциянын геномун аныктоого караганда алда канча оңой.
