uabooks.top

Emlékezzetek, milyen mutatók jellemzik a különböző populációkat!? Milyen tényezőket nevezünk limitálóknak?

Populációs hullámok. Már tudjátok, hogy a populáció állapotát jellemző mutatók közé tartozik az egyedszám és a sűrűség. Általában ezek a mutatók kapcsolatban állnak egymással, mivel a populációk bizonyos területet (vagy térfogatot, a talajlakó vagy vízi élőlények esetében) foglalnak el. A populáció egyedszáma és sűrűsége még állandó körülmények között is periodikusan vagy nem periodikusan változik idővel a különböző tényezők hatására.

A populáció egyedszámának ingadozásait nevezzük populációs hullámoknak. A populációs hullámok lehetnek szezonálisak vagy nem szezonálisak. A szezonális populációs hullámokat az organizmusok életciklusának sajátosságai vagy a klimatikus tényezők évszakos változásai váltják ki. A nem szezonális populációs hullámokat különböző ökológiai tényezők váltják ki. Ezek lehetnek: klimatikus tényezők, a ragadozók vagy az élősködők intenzív hatása, az ember gazdasági tevékenysége, stb.

A populáció egyedszámának növekedése a reproduktív potenciál mértékétől függ. Ez a szülők (vagy hermafroditák esetében egy egyed) által elméletileg maximálisan létrehozható utódok száma, amelyek egységnyi időn belül (hónap, év) jönnek a világra.

Jegyezzétek meg!

A reproduktív potenciál az adott faj szaporodóképességét jellemzi, amikor nem hatnak rá limitáló tényezők.

Mindent fajra jellemző a saját reproduktív potenciálja. Például, az utódaikat nem gondozó fajokra jellemző a nagyfokú termékenység. így a holdhal egyszerre 300 millió ikrát rak. Ezzel szemben a tüskés pikó nőstényei a hímek által épített és védelmezett fészkekbe rakják 20-100 ikrájukat. A nagyfokú termékenységre kiasz-

szikus példa a poszméhekben élősködő Spheru-laria fonálféreg, amely nőstényeinek a külvilágba kieresztett, petékkel teli ivarszerve 15-20 ezerszer meghaladja a test többi részének térfogatát (32. 1. ábra).

32. 1. ábra. Magas és alacsony reproduktív potenciállal rendelkező fajok: 1-а tüskés pikó hímje (Ukrajnában is megtalálható) moszatokból fészket épít és védi azt, ebbe rakja a nőstény az ikráit; 2 -holdhalat termékenységet alapján rekordtartőnak tartják a gerinces állatok között; nagy testmérettel rendelkezik: hossza 3,1 m, magassága 4,26 m, testtömege 2235 kg; ikráit közvetlenül a vízbe rakja és nem gondozza utódait; 3 - a poszméhekben élősködő Spherularia fonálféreg: a — a nőstény teste; b — petékkel teli rész; 4-а simafejű galand-féreg érett ízét majdnem teljesen a peték töltik ki (közel 175000); egy év leforgása alatt ez az élősködő közel 1 800 000 petét hoz létre

A populációk egyedszám-változásának típusai. A populáció egyedszám változásának három fő típusa van (32. 2. ábra). A stabil típus jelentéktelen kilengésű és hosszú periódusú egyedszám-ingadozással jellemezhető (32. 2, 1. ábra). Ez olyan fajokra jellemző, amelyek rendelkeznek a populációjuk homeosztázisának fenntartására képes fejlett mechanizmusokkal, populáció sűrűségűk viszonylag alacsony, viszonylag hosszú életűek egyedeik, összetett korstruktúrá-júak, és többnyire gondoskodnak utódaikról (nagytestű halak, emlősök és madarak).

Fluktuáló (ingadozó) típus az apró gerincesekre és egyes gerinctelen állatokra jellemző. Ez ilyen típus esetében a populáció egyedszá-mának és sűrűségének maximális értékei 5-11 évente tapasztalhatóak. Három egymást követő fázisa van: maximum, az egyedszám csökkenése és növekedése. (.Feladat^-, találjátok meg ezeket a fázisokat a 32. 2, 2. ábrán!)

32. 3. ábra. Példák K- (1) és r-strategista (2) állatfajokra: 1 — szavannái elefánt — a ma élő szárazföldi állatok közül a legnagyobb (a nőstények átlagos testtömege 51, a hímeké 71 (maximum 10,4)). Korábban az afrikai elefánt alfajának tekintették, ma már a tudományos közösség külön fajnak véli; a vemhesség ideje 20-22 hónap, szaporodási időszaka 2,5-9 évente van; a nőstény egy utódot hoz a világra (ritkán kettőt); 4 évig a kölyök az anyjára van utalva; ezenkívül több ivarérett nőstény is gondoskodik róla; minél többen gondoskodnak róluk, annál több az esélye a kölyköknek a túlélésre; 2 - pirókegér képes évente akár 5-ször is szaporodni (általában 3 -4-szer), egyszerre 3-7 utódot hoznak a világra

A robbanásszerű típus jellemző a labilis egyedszámú populációkra: az egyedszám jelentős csökkenését hirtelen többszáz-szoros növekedési periódus váltja fel. Az ilyen fajok egyedszám-változásában megkülönböztethetünk egymást követő fázisokat: maximum, megritkulás, csökkenés, megújulás és növekedés. (Feladat: találjátok meg ezeket a fázisokat a 32. 2, 3. ábrán!)

Az amerikai ökológusok Robert Helmer MacArthur (1930-1972) és Edward Osborne Wilson (1928-) alkották meg a K- és r-stratégia kifejezéseket (32. 3. ábra). A K-stratégia általában hosszú életű, nagytestű és utódaikról gondoskodó fajokra jellemző. Az ilyen fajok utódainak száma többnyire kevés, de jelentős részük életben marad. Ezzel ellentétben az r-stratégia főként kis testméretű és rövid ideig élő fajokra jellemző. Az ilyen fajok gyakran változékony létfeltételek mellett élnek; sok utódjuk van, ugyanakkor általában jelentős részük elpusztul, még mielőtt elérné szaporodóképes életkort.

A populációs hullámok biológiai jelentősége. A populációs hullámok alapvető evolúciós folyamatok, amelyek hatást gyakorolhatnak a populációk génállományára. Ezenkívül, a populáció egyedeinek tömeges szaporodása vagy tömeges pusztulása kiválthatja az area kiszélesedését vagy szűkülését. Ilyenkor fontos szerepe van a faj areájának határain élő populációknak. Ha a tömeges elszaporodás következtében ezekből a populációkból az egyedek kedvező körülmények közé jutnak, akkor az aera jelentős mértékben kiszélesedhet.

A populáció egyedszámának szabályozása. Elméletileg létezik az élőhely feltételeinek megfelelő optimális populációsűrűség, amikor a natalitás és a mortalitás kiegyensúlyozott. A populáció ilyen egyensúlyi állapota megfelel a környezet kapacitása (teherbírása) fogalmának.

Jegyezzétek meg!,

A környezet kapacitása (teherbírása) - a környezet azon képessége, hogy biztosítja a populáció bizonyos számú egyedeinek normális életműködését a környezet észrevehető károsodása nélkül. Ehhez egyensúlyban kell legyen a források fogyasztása és a források megújulása.

Amint a populáció-sűrűség megváltozik valamelyik irányba, beindulnak az önszabályozó folyamatok. A szabályozó tényezők lehetnek fajon belüli és fajok közötti kapcsolatok. A populáció homeosztázisának fenntartását szolgáló sokféle mechanizmust három funkcionális kategóriába sorolhatjuk:

• a populáció térbeli eloszlása adaptív jellegének fenntartása;

• a populációk genetikai struktúrája sokféleségének fenntartása;

• populációsűrűség szabályozása.

Jó tudni

A populációk önszabályozásának koncepciója szerint bármelyik populáció képes szabályozni saját egyedszámát és sűrűségét úgy, hogy közben nem károsítja az élőhelye forrásainak megújulását, a külső tényezők beavatkozása nélkül (például a ragadozók vagy a kedvezőtlen klíma).

A populáció-sűrűség növekedésével nemcsak a külső környezet minősége változik, de a populációkat alkotó egyedek tulajdonságai is. így csökken a termékenység; lelassul az ivarérés folyamata; nő a mortalitás (mint a stresszhelyzetek és a tömeges megbetegedések közvetlen következménye); az állatok viselkedésének változása - ún. stressz viselkedés.

A szociális életmódú állatfajok önszabályozása megtörténhet az társas viselkedés következtében. Például, csak a rangsorban magasabb rangú helyet elfoglaló egyedek szaporodnak az euszociális rovaroknál (méhek, poszméhek, hangyák) a herék és egyes nőstények - a királynők.

A populáció egyedszámának és sűrűségének egyik szabályozó mechanizmusa az állatok territorialitása. Ez megakadályozza az élőhely forrásainak túlzott kimerítését. Territoriális viselkedés miatt kialakulnak a territóriumok védelmi módjai: különböző hangjelek, szagjelzések, fenyegető pózok, a növényeknél -különböző kémiai anyagok, amelyek a növekedés és a fejlődés során termelődnek, majd a talajba vagy a levegőbe jutnak (például fitoncidok).

A túlnépesedés elkerülését az áttélepülés váltja ki: a populáció-sűrűség bizonyos kritikus mértékének túllépésekor az egyedek egy része elvándorol szabad területekre, vagy alacsonyabb populációsűrűségű populációba. Az egyedek vándorlása következtében csökken a rokonok közötti kereszteződés veszélye, ami negatívan hatna az utódok életképességére. Emlékezzetek', minél változatosabb a populáció génállománya, annál nagyobb az adaptív potenciálja.

A helytülő vagy szedimentális életmódot folytató növények és állatok populációiban az önszabályozás folyamatait kiválthatja az önritkítás. (Hozzatok fel példákat önritkításra a növényeknél!) A mikroorganizmusok populációiban a sejtek egyedszámát és sűrűségét szabályozhatja a szaporodásuk gátlása az anyagcsere végtermékek külső környezetbe való kijutása révén (például az élesztő etilalkoholt termel).

Kulcsszavak és fogalmak

populációs hullámok, reproduktív potenciál, K- és r-stratégia, a környezet terhelhetősége.

1. Mik azok a populációs hullámok? 2. Milyen tényezők képesek hatni a populáció egyed-számára? 3. Mivel jellemezhető a reproduktív potenciál? 4. Nevezzétek meg a populáció egyedszám-változásának típusait! Jellemezzétek azokat! 5. Nevezzétek meg a populáció egyedszámát szabályozó mechanizmusokat! 6. Mi a környezet terhelhetősége? 7. Mi a populációk önszabályozási koncepciójának lényege?

1. Melyik populáció egyedszám-változás típus (stabil, fluktuáló, robbanásszerű) gyakorolhat leginkább hatást a génállományra? 2. Milyen folyamatok biztosíthatják a növényeknél a génáramlást úgy, mint az állatok egyedeinek vándorlása?

Ez a tankönyv anyaga Biológia 11. osztály Osztapcsenko, Bálán