Czym są populacje i społeczności?

Przegląd

Populacje to grupy osobników tego samego gatunku zamieszkujące wspólne środowisko. Społeczności obejmują wiele współistniejących, oddziałujących na siebie populacji różnych gatunków. Metapopulacje obejmują wiele populacji tego samego gatunku, które zajmują różne obszary. Metapopulacje oddziałują na siebie poprzez imigrację i emigrację, zapewniając różnorodność genetyczną, która zapewnia odporność na trudne warunki. Liczbę i gęstość populacji można oszacować za pomocą metod kwadratowych oraz metod zaznaczania i ponownego przechwytywania.

Populacje są dynamiczne i interaktywne

Populacja lub grupa osobników należących do tego samego gatunku i zamieszkujących ten sam obszar ulega ciągłym zmianom w odpowiedzi na czynniki biotyczne (ożywione) i abiotyczne (nieożywione). Wpływowe czynniki abiotyczne obejmują między innymi pogodę, wysokość nad poziomem morza, szerokość geograficzną, skład gleby i wody oraz zanieczyszczenia. Biologiczne badanie interakcji organizmów ze sobą i środowiskiem nazywa się ekologią.

Metapopulacje obejmują wiele populacji tego samego gatunku zamieszkujących różne obszary. Metapopulacje stale wymieniają członków poprzez imigrację, przemieszczanie się na dany obszar i emigrację, przemieszczanie się z obszaru. Wymiana ta zapewnia różnorodność genetyczną, pomagając populacjom przetrwać nieprzewidywalne i niekorzystne warunki środowiskowe, zwiększając prawdopodobieństwo, że cechy adaptacyjne (tj. pomocne) zostaną wyselekcjonowane w sposób naturalny (tj. pojawią się w populacji).

Społeczności są kombinacją współistniejących, oddziałujących na siebie populacji

Społeczność ekologiczna składa się z wielu współistniejących i oddziałujących na siebie populacji w tym samym siedlisku, a bogactwo gatunkowe społeczności to jedynie liczba gatunków. Kombinacja sposobów, w jakie gatunek wykorzystuje zasoby środowiska i wchodzi w interakcję z innymi członkami społeczności, odzwierciedla odrębną niszę, jaką zajmuje ten gatunek. Innymi słowy, nisza jest jak “praca” gatunek występuje w swojej społeczności.

Konkurencja pojawia się, gdy gatunek’ nisze pokrywają się. Zarówno błękitki, jak i dzięcioły preferują dietę owadożerną i otwarte obszary z rzadko rozmieszczonymi drzewami. Jako przykład międzygatunkowej konkurencji, te dwa gatunki rywalizują o ograniczone zasoby pożywienia i mieszkań. Błękitniki konkurują również z innymi błękitkami o te zasoby (konkurencja wewnątrzgatunkowa). Konkurencji można uniknąć, dzieląc zasoby lub zajmując różne obszary wspólnego środowiska.

Relacje drapieżnik-ofiara, kolejna ważna interakcja społeczna, przypominają ewolucyjny “wyścig zbrojeń”. U zwierząt będących ofiarami dobór naturalny zdecydowanie faworyzuje cechy pomagające zapobiegać drapieżnikom. Na przykład motyle Caligo (lub “sowa”) mają na skrzydłach duże plamki oczne przypominające oczy sowy, które odstraszają groźne drapieżniki. Drapieżniki również dostosowują się do adaptacji zdobyczy; zarówno gatunki drapieżne (np. lamparty), jak i ofiary (np. jelenie) używają kamuflażu, aby uniknąć wykrycia.

Populacje można mierzyć za pomocą metod kwadraturowych oraz metod oznaczania i ponownego przechwytywania

Populacje charakteryzują się wielkością i gęstością. Wielkość populacji (N) to po prostu liczba osobników. Gęstość zaludnienia odnosi się do liczby osobników na danym obszarze. Chociaż liczenie osobników jest najdokładniejszym sposobem pomiaru populacji, może być niewykonalne w dużych siedliskach lub w przypadku organizmów, które często się przemieszczają. Dlatego badacze często stosują metody próbkowania, aby określić całkowitą wielkość populacji.

Próbki kwadratowe są odpowiednie do oszacowania wielkości populacji i gęstości roślin lub bardzo małych lub powolnych organizmów. Metoda ta polega na podzieleniu kilku losowo rozmieszczonych sekcji siedliska za pomocą znaczników, takich jak sznurek lub paliki, i zliczeniu osobników w każdym kwadracie. Liczba i wielkość kwadratów potrzebnych do dokładnych szacunków różni się w zależności od gatunku. Na przykład mniejsze organizmy, takie jak bakterie, wymagają znacznie mniejszych obszarów pobierania próbek niż duże organizmy, takie jak drzewa.

Metody oznaczania i ponownego chwytania są bardziej odpowiednie w przypadku przemieszczających się zwierząt, takich jak ssaki, ryby i ptaki. Najpierw łapie się losową próbkę osobników z siedliska, oznacza (np. przywieszkami, farbami lub opaskami) i ponownie wypuszcza. W późniejszym terminie pobierana jest druga próbka losowa, która obejmuje część oznaczonych zwierząt z pierwszej próbki. Następnie do oszacowania wielkości populacji wykorzystuje się stosunek zwierząt oznakowanych do nieoznaczonych. Ograniczenia tej metody obejmują założenia, że wcześniej schwytane i nieschwytane zwierzęta z równym prawdopodobieństwem zostaną złapane w drugiej próbce oraz że żadne zwierzę nie padło, nie urodziło się ani nie zostało przeniesione pomiędzy punktami czasowymi.