28.1: Czym są populacje i społeczności?

Przegląd

Populacje to grupy osobników tego samego gatunku, które zamieszkują 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 nadaje odporność na trudne warunki. Liczebność i zagęszczenie populacji można oszacować za pomocą metod kwaratu oraz znakowania i ponownego schwytania.

Populacje są dynamiczne i interaktywne

Populacja lub grupa osobników należących do tego samego gatunku i zamieszkujących ten sam ogólny obszar stale zmienia się w odpowiedzi zarówno na czynniki biotyczne (żywe), jak i abiotyczne (nieożywione). Wpływowe czynniki abiotyczne obejmują między innymi pogodę, wysokość, szerokość geograficzną, skład gleby i wody oraz zanieczyszczenie. Biologiczne badanie tego, jak organizmy oddziałują ze sobą i swoim środowiskiem, nazywa się ekologią.

Metapopulacje obejmują wiele populacji tego samego gatunku, które zamieszkują różne obszary. Metapopulacje nieustannie wymieniają się członkami poprzez imigrację, przemieszczanie się na dany obszar i emigrację, przemieszczanie się poza obszar. Ta wymiana zapewnia różnorodność genetyczną, pomagając populacjom wytrzymać nieprzewidywalne i niekorzystne warunki środowiskowe poprzez zwiększenie prawdopodobieństwa, że cechy adaptacyjne (tj. pomocne) zostaną naturalnie wybrane (tj. pojawią się w populacji).

Społeczności są kombinacjami współistniejących, oddziałujących na siebie populacji

Zbiorowisko ekologiczne składa się z wielu współistniejących i oddziałujących na siebie populacji w tym samym siedlisku, a bogactwo gatunkowe społeczności to jedynie liczba gatunków. Połączenie sposobów, w jakie gatunek wykorzystuje zasoby środowiskowe i wchodzi w interakcje z innymi członkami społeczności, odzwierciedla wyraźną niszę, którą zajmuje gatunek. Innymi słowy, nisza jest jak “praca”, jaką gatunek wykonuje w swojej społeczności.

Konkurencja powstaje, gdy nisze gatunków nakładają się na siebie. Zarówno niebieskie ptaki, jak i dzięcioły preferują dietę owadożerną i otwarte tereny z rzadko rozmieszczonymi drzewami. Przykładem konkurencji międzygatunkowej są te dwa gatunki rywalizujące o ograniczone zasoby pokarmowe i mieszkaniowe. Ptaki modraszki konkurują również o te zasoby z innymi ptakami niebieskimi (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 drapieżnych dobór naturalny silnie faworyzuje cechy, które pomagają zapobiegać drapieżnictwu. Na przykład motyle Caligo (lub “Sowa”) mają duże plamki oczne na skrzydłach, które przypominają oczy sowy, co odstrasza groźne drapieżniki. Drapieżniki również przystosowują się do adaptacji ofiary; Zarówno gatunki drapieżników (np. lampart), jak i ofiar (np. jelenie) używają kamuflażu, aby uniknąć wykrycia.

Populacje mogą być mierzone za pomocą metod Quadrat oraz Mark and Recapture

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. W związku z tym badacze często stosują metody pobierania próbek, aby wywnioskować całkowitą wielkość populacji.

Próbki Quadrat są odpowiednie do oszacowania wielkości populacji i zagęszczenia roślin lub bardzo małych lub powolnych organizmów. Metoda ta polega na podziale kilku losowo rozmieszczonych sekcji siedliska za pomocą znaczników, takich jak sznurek lub kołki, 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 znakowania i ponownego chwytania są bardziej odpowiednie do przenoszenia zwierząt, takich jak ssaki, ryby i ptaki. Najpierw losowa próbka osobników z siedliska jest chwytana, oznaczana (np. znacznikami, farbami lub opaskami) i ponownie wypuszczana. W późniejszym terminie pobierana jest druga próbka losowa, która obejmuje niektóre z oznakowanych zwierząt z pierwszej próbki. Stosunek zwierząt oznakowanych do nieoznakowanych jest następnie wykorzystywany do oszacowania wielkości populacji. Ograniczenia tej metody obejmują założenia, że wcześniej schwytane i nieschwytane zwierzęta są równie prawdopodobne, że zostaną złapane w drugiej próbce, a żadne zwierzę nie padło, nie urodziło się ani nie przemieszczało się między punktami czasowymi.