Populyatsiya ekologiyasi - ekologiyaning turlar populyatsiyasi dinamikasi va bu populyatsiyalarning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri bilan shug'ullanadigan bo'limi. Bu vaqt va makonda turlarning populyatsiya hajmi qanday o'zgarishini o'rganishdir. Bu atama ko'pincha populyatsiya biologiyasi yoki populyatsiya dinamikasi bilan almashtiriladi. U ko'pincha mavjudlik uchun kurash turlarini tasvirlaydi. Tabiiy tanlanish tufayli maksimal moslashgan individlar soni ortadi.
Biologiyada populyatsiya deganda ma'lum bir tur yoki uning bir hududda yashovchi ma'lum miqdordagi vakillarining tarqalish darajasi tushuniladi.
Tarix
Hammasi qanday boshlandi? Aholi ekologiyasining rivojlanishi ko'p jihatdan demografiya va hozirgi hayot jadvallari bilan bog'liq. Bu boʻlim hozirgi ekologik sharoitda juda muhim.
Aholi ekologiyasi tabiatni muhofaza qilish biologiyasida muhim ahamiyatga ega, ayniqsaturning ma'lum bir yashash muhitida uzoq muddatli qolish ehtimolini bashorat qiluvchi populyatsiyaning yashash qobiliyati tahlilini (PVA) ishlab chiqish. Bu ekologiya biologiyaning kichik turi bo'lsada, populyatsiya dinamikasi sohasida ishlaydigan matematiklar va statistiklar uchun qiziqarli masalalarni taqdim etadi. Biologiyada populyatsiya asosiy atamalardan biridir.
Modellar
Har qanday fan kabi ekologiya ham modellardan foydalanadi. Aholi o'zgarishining soddalashtirilgan modellari odatda to'rtta asosiy o'zgaruvchidan (to'rtta demografik jarayon), jumladan o'lim, tug'ilish, immigratsiya va emigratsiya bilan boshlanadi. Demografik vaziyat va aholi evolyutsiyasidagi o'zgarishlarni hisoblash uchun ishlatiladigan matematik modellar tashqi ta'sirning yo'qligini taxmin qiladi. “…bir vaqtning oʻzida bir nechta raqobatdosh farazlar maʼlumotlar bilan toʻqnashganda” modellar matematik jihatdan murakkabroq boʻlishi mumkin.
Aholining rivojlanishining istalgan modelidan geometrik populyatsiyalarning ayrim xossalarini matematik tarzda olish mumkin. Geometrik ravishda kattalashib borayotgan populyatsiya - bu naslchilik avlodlari bir-biriga mos kelmaydigan populyatsiya. Har bir avlodda Ne bilan belgilanadigan samarali populyatsiya hajmi (va hududi) mavjud bo'lib, u har qanday reproduktiv avlodda ko'payishi mumkin bo'lgan populyatsiyadagi individlar sonidir. Xavotirga nima sabab bo'ladi.
Tanlash nazariyasi r/K
Aholisi ekologiyasida muhim tushuncha r/K tanlash nazariyasidir. Birinchi o'zgaruvchi r (tabiiy o'sishning ichki tezligiaholi soni, u zichlikka bog'liq emas), ikkinchi o'zgaruvchi esa K (aholi tashish qobiliyati, zichlikka bog'liq). Bunda oʻziga xos oʻziga xos munosabatlar muhim rol oʻynaydi.
R-tanlangan turlar (masalan, shira kabi ko'plab hasharotlar turlari) yuqori hosildorlik darajasiga, voyaga etmagan bolalarga ota-onalar tomonidan kam mablag' sarflaydigan va shaxslar etuklikka erishgunga qadar o'lim darajasi yuqori bo'lgan turlardir. Evolyutsiya r-tanlangan turlarda mahsuldorlikka yordam beradi. Aksincha, K-tanlangan turlar (masalan, odamlar) tug'ilish darajasi past, ota-onalarning yoshligida yuqori darajadagi investitsiyalari va shaxslar etukligida o'lim darajasi past.
K-tanlangan turlardagi evolyutsiya koʻproq resurslarni kamroq naslga aylantirish samaradorligini oshiradi. Turlararo oʻzaro samarasiz munosabatlar natijasida bu avlodlar yoʻq boʻlib, ularning populyatsiyasining soʻnggi vakillariga aylanishi mumkin.
Nazariya tarixi
R/K-tanlash terminologiyasi 1967-yilda ekologlar Robert MakArtur va E. O. Uilson tomonidan orol biogeografiyasiga oid ishlari asosida yaratilgan. Bu nazariya aholi oʻzgarishi sabablarini aniqlash imkonini beradi.
Nazariya 1970-1980-yillarda evristik qurilma sifatida ishlatilganda mashhur boʻlgan, biroq 1990-yillarning boshlarida bir qancha empirik tadqiqotlar tomonidan tanqid qilinganidan soʻng u yoqdan chiqdi. Hayot tarixi paradigmasi r/K tanlash paradigmasini almashtirdi, lekin uning ko'plab muhim mavzularini o'z ichiga olishda davom etmoqda. Ko'payish istagi asosiy hisoblanadievolyutsiyaning harakatlantiruvchi kuchi, shuning uchun bu nazariya uni o'rganish uchun juda foydali.
Shunday qilib, r-tanlangan turlar yuqori o'sish sur'atlarini ta'kidlaydigan, kamroq olomon ekologik bo'shliqlardan foydalanishga moyil bo'lgan va har birining balog'at yoshiga qadar omon qolish ehtimoli nisbatan past (ya'ni, yuqori r, past) bo'lgan ko'plab avlodlarni ishlab chiqaradigan turlardir. K). r ning tipik turi momaqaymoq (taraxacum jinsi).
Beqaror yoki oldindan aytib boʻlmaydigan muhitlarda tez koʻpayish qobiliyati tufayli r-tanlov ustunlik qiladi. Boshqa organizmlar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashishga imkon beruvchi moslashuvlarning afzalligi kam, chunki atrof-muhit yana o'zgarishi mumkin. r-tanlovni tavsiflovchi belgilarga quyidagilar kiradi: yuqori hosildorlik, kichik tana hajmi, etuklikning erta boshlanishi, nasl berish vaqti qisqa va naslni keng tarqatish qobiliyati.
Hayot tarixi r-seleksiyadan oʻtgan organizmlar koʻpincha r-strategistlar deb ataladi. R-tanlangan belgilarni ko'rsatadigan organizmlar bakteriya va diatomlardan tortib hasharotlar va o'tlar, shuningdek, turli xil etti bo'lakli sefalopodlar va mayda sutemizuvchilar, ayniqsa kemiruvchilar bo'lishi mumkin. K differensial nazariyasi hayvonlarning tabiiy tanlanishi bilan bilvosita aloqaga ega.
Turlar tanlanishi
K-tanlangan turlar yuk koʻtarish quvvati zichligiga yaqin joyda yashash bilan bogʻliq xususiyatlarni namoyon qiladi va kamroq sarmoya kiritadigan olomon boʻshliqlarda kuchli raqobatchilarga aylanadi.avlodlar soni. Ularning har biri kattalikka qadar omon qolish ehtimoli nisbatan yuqori (ya'ni, past r, yuqori k). Ilmiy adabiyotlarda r-tanlangan turlar ba'zan "opportunistik", K-tanlangan turlar esa "muvozanat" deb ta'riflanadi.
Barqaror yoki bashorat qilinadigan sharoitlarda K-seleksiyasi ustunlik qiladi, chunki cheklangan resurslar uchun muvaffaqiyatli raqobat qilish qobiliyati juda muhim va K-tanlangan organizmlarning populyatsiyalari soni odatda juda doimiy va atrof-muhit mumkin boʻlgan maksimal darajaga yaqin. qo'llab-quvvatlash. R-tanlangandan farqli o'laroq, bu erda aholi soni tezroq o'zgarishi mumkin. Kam sonlar mutatsiyalarning sabablaridan biri bo'lgan qarindosh-urug'larga olib keladi.
Xususiyatlar
K-seleksiyasiga xos boʻlgan xususiyatlar orasida katta tana oʻlchami, uzoq umr koʻrish va kamroq nasl yetishtirish kiradi, ular koʻpincha etuk boʻlgunga qadar ota-onaning ehtiyotkorona parvarishini talab qiladi. Hayot tarixi K-tanlangan organizmlar odatda K-strategistlar yoki K-tanlanganlar deb ataladi. K-tanlangan belgilarga ega bo'lgan organizmlarga fillar, odamlar va kitlar kabi yirik organizmlar, shuningdek, arktik qushqo'nmas, to'tiqush va burgut kabi kichikroq, uzoq umr ko'radigan organizmlar kiradi. Aholi sonining ko'payishi yashash uchun kurashlardan biridir.
Organizmlar tasnifi
Ba'zi organizmlar asosan r- yoki K-strategistlar sifatida aniqlansa-da, ko'pchilik organizmlar bu naqshga amal qilmaydi. Masalan, daraxtlar kabi belgilarga egauzoq umr ko'rish va yuqori raqobatbardoshlik ularni K-strateglar sifatida tavsiflaydi. Biroq, ko'payish paytida daraxtlar odatda minglab nasl beradi va ularni keng tarqatadi, bu r-strateglarga xosdir.
Shunga oʻxshab, dengiz toshbaqalari kabi sudralib yuruvchilar ham r- va k-belgilariga ega: dengiz toshbaqalari uzoq umr koʻradigan yirik organizmlar boʻlsa ham (agar ular balogʻat yoshiga etgan boʻlsa), ular koʻp sonli koʻzga tashlanmaydigan nasl beradi.
Boshqa iboralar
R/K dixotomiyasini diskontlangan kelajakdagi daromadlar iqtisodiy kontseptsiyasidan foydalangan holda doimiy spektr sifatida qayta ifodalash mumkin, r-tanlov katta chegirma stavkalariga mos keladi va K-tanlov kichik chegirma stavkalariga mos keladi.
Atrof-muhitning jiddiy buzilishi yoki sterilizatsiyasi bo'lgan hududlarda (masalan, Krakatoa yoki Sent-Yelens tog'i kabi yirik vulqon otilishidan keyin) r- va K-strateglari ekotizimni tiklaydigan ekologik ketma-ketlikda turli rol o'ynaydi. Yuqori reproduktiv ko'rsatkichlar va ekologik opportunizm tufayli, asosiy mustamlakachilar strateglar bo'lib, o'simlik va hayvonot dunyosi o'rtasidagi raqobat kuchayib boradi. Atrof-muhitning quyosh energiyasini fotosintetik ushlash orqali energiya tarkibini oshirish qobiliyati murakkab bioxilma-xillikning ortishi bilan ortadi, chunki r-turlar maksimal darajada ko'payadi. K.
strategiyasidan foydalanish
Yangi muvozanat
Oxir-oqibat yangi muvozanat (ba'zan kulminatsion jamoa deb ataladi) yuzaga keladi, chunki r-strateglar asta-sekin raqobatbardoshroq va paydo bo'layotgan mikroekologik landshaft o'zgarishlariga yaxshiroq moslashgan K-strateglar bilan almashtiriladi. An'anaga ko'ra, biologik xilma-xillik ushbu bosqichda yangi turlarning kiritilishi bilan maksimal darajaga ko'tariladi, natijada endemik turlar almashtiriladi va mahalliy yo'q bo'lib ketadi. Biroq, oraliq bezovtalik gipotezasi landshaftdagi oraliq darajadagi buzilishlar mintaqaviy miqyosda mustamlakachilar va raqobatchilarning birgalikda yashashini osonlashtirib, turli darajadagi ketma-ketlikda yamoqlarni hosil qilishini ta'kidlaydi.
Umuman turlar darajasida qoʻllanilsa-da, r/K seleksiya nazariyasi kenja turlar orasidagi ekologik va hayotiy farqlar evolyutsiyasini oʻrganish uchun ham foydalidir. Masalan, afrikalik asalari A. m. scutellata va italyan asalari A. m. ligastika. O'lchovning boshqa uchida u bakteriofaglar kabi organizmlarning butun guruhlarining evolyutsion ekologiyasini o'rganish uchun ham ishlatilgan.
Tadqiqot fikrlari
Li Ellis, J. Filipp Rushton va Aurelio Xose Figeredo kabi ba'zi tadqiqotchilar r/K tanlash nazariyasini insonning turli xatti-harakatlariga, jumladan, huquqbuzarlik, jinsiy aloqada bo'lish, tug'ish qobiliyati va hayot tarixi nazariyasi bilan bog'liq boshqa xususiyatlar uchun qo'llagan. Rushtonning ishi uni geografik hududlarda inson xatti-harakatlaridagi ko'plab farqlarni tushuntirishga harakat qilish uchun "differensial K nazariyasini" ishlab chiqishga olib keldi. Va bu nazariya boshqa ko'plab tadqiqotchilar tomonidan tanqid qilindi. Ikkinchisi odamning yallig'lanish reaktsiyalarining evolyutsiyasi r/K ni tanlash bilan bog'liqligini taklif qildi.
R/K tanlash nazariyasi 1970-yillarda keng qoʻllanila boshlangan boʻlsa-da, unga eʼtibor ham ortib bormoqda. Xususan, ekolog Stiven S. Stearnsning sharhi nazariyadagi boʻshliqlar va uni sinab koʻrish uchun empirik maʼlumotlarni izohlashdagi noaniqliklarga eʼtibor qaratdi.
Qo'shimcha tadqiqotlar
1981-yilda Parrining 1981-yilda r/K seleksiyasi boʻyicha adabiyotlarni koʻrib chiqishi tadqiqotchilar oʻrtasida r- va K-tanlash nazariyasini qoʻllagan holda kelishuv yoʻqligini koʻrsatdi, bu esa uni reproduktivlar oʻrtasidagi bogʻliqlik haqidagi taxminni shubha ostiga qoʻydi. xarajatlar. funksiya.
1982 yilda Templeton va Jonson tomonidan olib borilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, Drosophila mercatorum (pashshaning kichik turi) populyatsiyasida K-seleksiyasiga duchor bo'lganida, u odatda r-tanlash bilan bog'liq bo'lgan belgilarning yuqori chastotasini hosil qiladi. 1977-1994-yillarda r/K tanlash nazariyasi bashoratlariga zid boʻlgan bir qancha boshqa tadqiqotlar ham chop etilgan.
1992 yilda Stearns nazariya holatini ko'rib chiqqach, u 1977 yildan 1982 yilgacha BIOSIS adabiyotlarni qidirish xizmati yiliga o'rtacha 42 ta nazariy iqtibos keltirganini ta'kidladi, ammo 1984 yildan 1989 yilgacha bu ko'rsatkich yiliga 16 taga tushib ketdi. va pasayishda davom etdi. U r/K nazariyasi bir paytlar foydali evristik bo‘lgan, degan xulosaga keldi, u endi hayot tarixi nazariyasida hech qanday maqsadga xizmat qilmaydi.
Yaqinda adaptivlikning panarxiya nazariyasiS. S. Xolling va Lens Gunderson tomonidan ilgari surilgan qobiliyat va chidamlilik nazariyaga qiziqishni jonlantirdi va undan ijtimoiy tizimlar, iqtisod va ekologiyani birlashtirish usuli sifatida foydalanmoqda.
Metapopulyatsiya ekologiyasi
Metapopulyatsiya ekologiyasi landshaftning turli sifat darajasidagi hududlarga soddalashtirilgan modelidir. Saytlar orasida harakatlanadigan migrantlar manbalar yoki cho'kishlar sifatida metapopulyatsiyalarda tuzilgan. Metapopulyatsiya terminologiyasida emigrantlar (saytni tark etgan shaxslar) va immigrantlar (saytga ko'chib o'tadigan shaxslar) mavjud.
Metapopulyatsiya modellari fazoviy va demografik ekologiya haqidagi savollarga javob berish uchun vaqt oʻtishi bilan sayt dinamikasini tekshiradi. Metapopulyatsiya ekologiyasining muhim kontseptsiyasi qutqaruv effekti bo'lib, unda yangi immigrantlarning mavsumiy oqimi tufayli past sifatli kichik bo'laklar (ya'ni, lavabolar) saqlanib qoladi.
Metapopulyatsiyaning tuzilishi yildan-yilga rivojlanib boradi, bu erda ba'zi joylar qurg'oqchilik yillari kabi cho'kib ketadi va sharoitlar qulayroq bo'lganda buloqlarga aylanadi. Ekologlar metapopulyatsiya tuzilishini tushuntirish uchun kompyuter modellari va dala tadqiqotlari aralashmasidan foydalanadilar. Aholining yosh tarkibi - bu populyatsiyada ma'lum yoshdagi vakillarning mavjudligi.
Autoekologiya
Qadimgi avtoekologiya atamasi (yunoncha: aὐto, avto, "o'z"; oikos, oikos, "uy xo'jaligi" va ligos, logos, "bilim") degan ma'noni anglatadi.taxminan aholi ekologiyasi bilan bir xil tadqiqot sohasida. U ekologiyaning autekologiya - alohida turlarni atrof-muhit bilan bog'liq holda o'rganadigan fanga va sinekologiya - organizmlar guruhlarini atrof-muhit bilan bog'liq holda o'rganadigan - yoki jamoa ekologiyasiga bo'linishidan kelib chiqadi. Odum (amerikalik biolog) sinekologiyani populyatsiya ekologiyasi, jamoa ekologiyasi va ekotizim ekologiyasiga bo'lish kerak deb hisoblab, avtoekologiyani "turlar ekologiyasi" deb ta'riflagan.
Ammo, ma'lum vaqt davomida biologlar turning eng katta tashkiliy darajasi populyatsiya ekanligini tan oldilar, chunki bu darajada turlar genofondi eng mos keladi. Aslida, Odum "avtoekologiya"ni ekologiyaning "hozirgi tendentsiyasi" (ya'ni, arxaik atama) deb hisoblagan bo'lsa-da, u "turlar ekologiyasi"ni ekologiyaning to'rtta bo'limidan biri sifatida kiritgan.
Populyar ekologiyaning birinchi nashri (dastlabki nomi Population Ecology Research) 1952-yilda chiqarilgan.
Aholining ekologiyasiga oid ilmiy maqolalarni hayvonlar ekologiyasi jurnallarida ham topish mumkin.
Aholisi dinamikasi
Aholining dinamikasi - dinamik tizimlar sifatida populyatsiyalarning kattaligi va yosh tarkibini hamda ularni harakatga keltiruvchi biologik va ekologik jarayonlarni (masalan, tugʻilish va oʻlim, immigratsiya va emigratsiya) oʻrganuvchi hayot haqidagi fanlar tarmogʻi.. Stsenariylarga aholining qarishi, oʻsishi yoki qisqarishi misol boʻla oladi.
Eksponensial oʻsish tartibga solinmagan koʻpayishni tavsiflaydi. Buni tabiatda ko'rish juda g'alati. Aholining o'sishi so'nggi 100 yil ichida eksponent bo'ldi.
Tomas M altus aholining oʻsishi aholining haddan tashqari koʻpayishiga va resurslar, jumladan, oziq-ovqat yetishmasligi tufayli ochlikka olib keladi, deb hisoblagan. Kelajakda odamlar ko'p sonli aholini to'ydira olmaydi. Eksponensial o'sishning biologik farazi shundan iboratki, aholi jon boshiga o'sish sur'ati doimiydir. O'sish faqat resurslar tanqisligi yoki yirtqichlik bilan cheklanmaydi.
Aholining dinamikasi nazorat nazariyasining bir qancha ilovalarida keng qoʻllanilgan. Evolyutsion o'yin nazariyasidan foydalangan holda, aholi o'yinlari turli sanoat va kundalik kontekstlarda keng qo'llaniladi. Asosan bir nechta kirish, bir nechta chiqish (MIMO) tizimlarida qo'llaniladi, garchi ular bitta kirish, bitta chiqish (SISO) tizimlarida foydalanish uchun moslashtirilishi mumkin. Ba'zi amaliy misollar harbiy kampaniyalar, suv taqsimoti uchun resurslarni taqsimlash, taqsimlangan generatorlarni jo'natish, laboratoriya tajribalari, transport muammolari, aloqa muammolari. Bundan tashqari, ishlab chiqarish muammolarining adekvat kontekstualizatsiyasi bilan populyatsiya dinamikasi nazorat muammolarini samarali va qo'llash oson yechim bo'lishi mumkin. Ko'plab ilmiy tadqiqotlar olib borilgan va davom etmoqda.
Oddiy aholi
Aholining haddan tashqari koʻpayishi, bir turning populyatsiyasi ekologik joyning koʻtarish qobiliyatidan oshib ketganda sodir boʻladi. Bu natija bo'lishi mumkintug'ilish darajasining oshishi (tug'ilish darajasi), o'lim darajasining pasayishi, immigratsiya yoki barqaror bo'lmagan biomning ko'payishi va resurslarning tugashi. Bundan tashqari, bu shuni anglatadiki, agar bitta yashash joyida juda ko'p odam bo'lsa, odamlar omon qolish uchun mavjud resurslarni cheklaydi. Aholining yosh tarkibi alohida rol o'ynamaydi.
Yovvoyi tabiatda aholining haddan tashqari koʻpayishi koʻpincha yirtqich hayvonlarning koʻpayishiga sabab boʻladi. Bu o'lja populyatsiyasini nazorat qilish va uning yirtqichlarga nisbatan zaifroq bo'lgan genetik xususiyatlar foydasiga rivojlanishini ta'minlaydi (va yirtqich birgalikda rivojlanishi mumkin).
Yirtqichlar bo'lmasa, turlar o'z muhitida topishlari mumkin bo'lgan resurslar bilan bog'langan, ammo bu ortiqcha populyatsiyani nazorat qila olmaydi. Hech bo'lmaganda qisqa muddatda. Resurslarning ko'pligi aholining ko'payishiga, so'ngra aholi inqiroziga olib kelishi mumkin. Lemminglar va sichqonlar kabi kemiruvchilar populyatsiyaning tez o'sishi va keyinchalik kamayishining bunday tsikllariga ega. Qorli quyonlarning populyatsiyasi, shuningdek, ularni ovlaydigan yirtqichlardan biri - silovsin kabi keskin o'zgarib turadi. Bu tendentsiyani kuzatish populyatsiya genomini aniqlashdan ancha oson.
