גידול אוכלוסייה

האם אי פעם חשבתם על ההשפעות הסביבתיות של דגים שגודלו בחווה, או דגים שנתפסו בטבע? אנו יכולים לחקור את ההשפעות האקולוגיות של פרקטיקות אלה, על ידי התבוננות בגידול האוכלוסייה. קבוצה של פרטים ממין יחיד, החיים באזור בו זמנית, נקראת אוכלוסייה.

בטבע, אוכלוסיות הדגים גדלות בקצב גבוה, כאשר המשאבים נמצאים בשפע. עם זאת, גידול האוכלוסייה מאט כאשר גודלה מתקרב לכושר הנשיאה, k, שהוא גודל האוכלוסייה המרבי המותר על ידי המשאבים בבית גידול. סוג זה של גידול אוכלוסייה ידוע בשם צמיחה לוגיסטית. אם נדע את גודל האוכלוסייה של הדור הנוכחי, או Nt, את קצב הגידול המקסימלי, r-max, שהוא קצב הרבייה של פרט אחד כאשר אין תחרות, ואת כושר הנשיאה, נוכל להשתמש בנוסחת הגידול הלוגיסטי כדי להעריך את גודל האוכלוסייה של הדור הבא.

בחוות דגים, משאבים כמו מזון נוסף וחמצן מתווספים באופן מלאכותי לאזור מחיה קטן יחסית, מה שמאפשר צפיפות אוכלוסייה מעל יכולות הנשיאה הטבעיות. עם זאת, צפיפות יתר משחררת ביו-חומרים עודפים, וזה יכול להוביל לפריחת אצות. אם המשאבים האלה נשארים גבוהים, ציאנובקטריה או אצות כחולות-ירוקות יכולות להמשיך להתחלק באותו קצב גדילה. וצמיחה זו אינה מוגבלת לכושר נשיאה. בשל הגידול המתמיד של המשאבים. לכן, הוא גדל באופן אקספוננציאלי, ואת גודל הדור הבא בצמיחה אקספוננציאלית ניתן לחשב באמצעות נוסחה זו. פריחת אצות כזו מרוקנת חמצן מומס במים ומזיקה לדגים המעובדים ולמערכת האקולוגית שמסביב למתקן, מה שמחייב שיטות חקלאיות זהירות.

דיג אוכלוסיות בר עלול להשפיע גם על מערכות אקולוגיות. אם דייגים מסלקים פרטים מהר יותר מכפי שהאוכלוסייה יכולה לחדש אותם בדגים חדשים, האוכלוסיות הופכות קטנות יותר, ועלולות להתקשות להתאושש אם לחץ הטריפה יימשך באותו קצב. זה עלול, בתורו, להפר את האיזון בין מיני טורפים ונטרפים. מדענים יכולים להעריך את גודלן של אוכלוסיות הטרף והטורפים העתידיות, או Vt +1 ו-Ct +1, בהתאמה, כל עוד הם יודעים את הגדלים הנוכחיים של שתי האוכלוסיות, Vt ו-Ct, קצב גידול טורפים ונטרפים, f, ו-r, ואת שיעורי התקיפה והרעב של הטורפים, a, ו-q. בדרך כלל, אוכלוסיית טורפים גדולה מקטינה את גודל אוכלוסיית הטרף. אבל אז, מאגר הטרף הזמין הקטן יותר יצמצם בתורו את אוכלוסיית הטורפים. פחות טורפים מאפשרים לטרף לשגשג שוב, ושתי האוכלוסיות מתנודדות באופן טבעי קדימה ואחורה, לאורך זמן. כלל התנודה הוא דרך טובה לדמיין אינטראקציות טבעיות רבות של טורף-נטרף, אבל, לעיתים, הכלל אינו חל.

במינים פולשים, כמו דגי הזהרון באוקיינוס האטלנטי ובקריביים, הרחק מהמים המקומיים שלהם באוקיינוסים האינדו-פסיפיים, אין להם טורפים טבעיים, והם יכולים להתרבות כל השנה. אבל כטורף כללי, הם צורכים מינים מקומיים רבים בשיעורים שאינם ברי קיימא, ומשנים לצמיתות את המערכות האקולוגיות של האוקיינוס האטלנטי והקריבי. תוך יישום מודל הגידול המעריכי, שראינו בדוגמת האצות, מדענים קבעו כי יהיה צורך לסלק כרבע מכל אוכלוסיית דגי הזהרון מדי חודש, כדי לשמור על צמיחתם בת-קיימא. לכן, אכילת דגי זהרון אטלנטיים שנלכדו בטבע, ומינים פולשים אכילים אחרים, תומכת למעשה בבריאות המערכות האקולוגיות.