Odporność na środowisko

Odporność na środowisko jest zbiorem czynników, które ograniczają lub kontrolują wzrost populacji

Czym jest odporność na środowisko?

Odporność na środowisko Jest to zbiór czynników ograniczających lub kontrolujących wzrost naturalnej populacji. Mogą one zależeć od gęstości zaludnienia, takich jak konkurencja, drapieżnictwo, pasożytnictwo lub jakość środowiska. Mogą być również niezależne od gęstości, takie jak katastrofy lub sezonowość klimatyczna.

W przypadku braku czynników regulacji środowiska każda naturalna populacja rosłaby według ich potencjału biotycznego, wykładniczo. Oznacza to, że osiągnąłby maksymalny poziom urodzeń i minimum śmiertelności.

Jednak skutki oporności na środowisko ograniczają wzrost populacji, osiągając równowagę.

Różne interakcje między czynnikami, które ćwiczą oporność na środowisko we wzroście populacji, generują bardzo zmienną dynamikę populacji.

Zasadniczo populacje osiągają dynamiczny bilans, który jest graficznie reprezentowany w krzywych, które obejmują wartość bilansu.

Czynniki odporności na środowisko

Gęsty niezależny

Kiedy czynniki generujące opór środowiska są niezależne od gęstości jednostek, mówi się, że są one gęste niezależne.

Niektóre niezależne czynniki gęstości mogą wystąpić okresowo ze stacji, takimi jak pożar, susza, powodzie lub mróz. Są one zaangażowane w regulację wielkości populacji.

Poprzez powtarzające się z roku na rok wywierają stałą presję selektywną, która czasami generowała konkretne adaptacje u osób, co pozwoliło im zwiększyć swoje umiejętności i przetrwać z roku na rok, pomimo efektu regulacyjnego.

Inny losowy efekt niezależny. Nie mogą utrzymać wielkości populacji na stałych poziomach lub punkcie bilansu.

Może ci służyć: 3 R ekologiczny

Zmarę od zależności

Jeśli czynniki regulujące wzrost populacji zależą od gęstości poszczególnych osób, nazywane są one zależne od Dens. Te czynniki mogą być abiotyczne lub biotyczne.

Czynniki abiotyczne

Zależne od Dens czynniki oporności na środowisko to te, które występują, gdy wzrost wielkości populacji zmienia warunki fizykochemiczne siedliska.

Na przykład wysoka gęstość zaludnienia może wygenerować akumulację szkodliwych odpadów, które zmniejsza przeżycie lub wskaźnik reprodukcji jednostek.

Czynniki biotyczne

Czynniki biotyczne są wynikiem interakcji między osobnikami gatunku lub różnych gatunków. Na przykład konkurencja, drapieżnictwo i pasożytnictwo.

Interakcje

W naturze zależne i niezależne skutki gęstości oddziałują w regulacji populacji, wytwarzając dużą różnorodność wzorców.

Populację może być utrzymywana w wielkości zbliżonej do pojemności obciążenia z powodu czynników zależnych od gęstości i ostatecznie doświadczyć gwałtownego spadku z powodu naturalnej katastrofy niezależnie od gęstości.

Przykłady oporu środowiskowego

Wzrost bakteryjny

Gdy inokulum bakterii wysiane jest w pożywce hodowlanej, można zaobserwować krzywą wzrostu z czterema fazami. W tej krzywej wyraźnie widać początkowy wzrost wykładniczy i wpływ regulacji środowiska.

Faza stacjonarna jest początkowo widoczna, a na koniec wpływ na wielkość populacji.

Podczas pierwszej fazy adaptacji bakterie nie rozmnażają się, ale syntetyzują RNA, enzymy i inne cząsteczki. W tej fazie nie ma wzrostu populacji.

Bakteryjna krzywa wzrostu. Źródło: Wikimedia Commons

W następnej fazie występuje podział komórek. Bakterie są odtwarzane przez fuzję binarną: komórka jest podzielona na dwie komórki potomne.

Mechanizm ten generuje wykładniczy wzrost, w którym wielkość populacji jest podwojona w każdym kolejnym okresie czasu. Jednak faza ta nie może trwać nieskończenie, ponieważ składniki odżywcze środowiska zaczynają się ograniczać.

Może ci służyć: jaką rolę odgrywają ludzie w efektywności energetycznej?

Trzecia faza krzywej jest stacjonarna. Zmniejszenie składników odżywczych i akumulacja toksyn powoduje zmniejszenie kubka wzrostu populacji do stałej wartości liczby bakterii. W tym momencie wskaźnik produkcji nowych bakterii jest zrównoważony z wskaźnikiem śmiertelności bakteryjnej.

W końcowej fazie krzywej występuje gwałtowny spadek liczby bakterii. Dzieje się tak, gdy wszystkie składniki odżywcze z pożywki hodowlanej zostały wyczerpane, a bakterie umierają.

Lynx i zające

Typowym przykładem regulacji populacji między populacjami drapieżników i ofiar jest regulacja Lynx i zając. Zmniejszenie wielkości populacji zabytków powoduje spadek liczby lynx.

Niższa liczba lynksów zmniejsza ciśnienie drapieżne zając.

Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że dynamika populacji zabytków pośredniczy również dostępność żywności do nich.

Dynamika populacji generowana przez regulację środowiskową między Lynx (Predators) i HARS (matki). Źródło: Wikimedia Commons

Lemmings

Interesujący przypadek badań występuje z lemingami w Grenlandii. Populacja tych ssaków jest regulowana przez cztery drapieżne gatunki: sowa, lis, rodzaj ptaka i taryfę (Erminea Muste).

Pierwsze trzy to oportunistyczne drapieżniki, które żywią się lemingami tylko wtedy, gdy są one obfite. Podczas gdy zbroja żywi się wyłącznie z Lemmings.

Ta interakcja między różnymi czynnikami regulacji powoduje okresowe oscylacje wzrostu populacji, które generują cztery cykle lat lemming. Tę dynamikę można wyjaśnić w następujący sposób:

Może ci służyć: ekosystem miejski: cechy, komponenty, flora i fauna

Gdy leminy znajdują się w niskich rozmiarach populacji, są one wyprzedzane tylko przez armie. Mając stosunkowo niskie ciśnienie drapieżne, jego rozmiar populacji gwałtownie wzrasta.

Zwiększając populację lemingów, oportunistyczne drapieżniki zaczynają je polować. Z drugiej strony Armiños również zwiększają wielkość populacji, mając większą dostępność żywności. Ta sytuacja generuje zależne od gęstości granice populacji lemmingów.

Wzrost liczby gatunków drapieżnych i wielkości jego populacji generuje bardzo silne ciśnienie drapieżne na lemingi, powodując gwałtowny spadek wielkości populacji.

Ten spadek zapory znajduje odzwierciedlenie w zmniejszeniu wielkości populacji Armiños w następnym roku, z powodu zmniejszenia żywności, rozpoczynając nowy cykl.

Różnica między odpornością na środowisko a potencjałem biotycznym

Potencjał biotyczny to maksymalna zdolność wzrostu, jaką populacja naturalna może osiągnąć optymalne warunki środowiskowe.

Na przykład, gdy żywność jest obfita, warunki środowiskowe wilgotności, pH i temperatury są korzystne, a ich osoby nie są narażone na drapieżniki lub choroby.

Teoretyczny związek między potencjałem biotycznym, odpornością na środowisko i pojemnością obciążenia 

Ta charakterystyka populacji zależy od zdolności reprodukcyjnej jednostek (zwykle kobiet), to znaczy, ile potomstwa jest w stanie wytwarzać przez całe życie, co zależy od wieku pierwszej reprodukcji, liczby dzieci w każdym zdarzeniu reprodukcyjnym oraz częstotliwość i ilość tych zdarzeń.

Potencjał biotyczny populacji jest ograniczony odpornością na środowisko. Interakcja między obiema koncepcjami generuje pojemność obciążenia.

Bibliografia

1. Wzrost bakteryjny. Dostępne w ES.Wikipedia.org.
2. Hasting, a. (1997). Biologia populacji: koncepcje i modele. 
3. Tyler Miller, Jr. i Scott e. Spoolman (2009). Essentials of Ecology.