Pirmais ekoloģijas likums saka, ka viss ir savstarpēji saistīts, un ne tikai savā starpā, bet ar pilnīgi visu. Nevar spert ne soli, kaut kam nesasitot. Cilvēks nemitīgi izjauc līdzsvaru vidē. Katrs cilvēka solis pat parastā peļķē iznīcina desmitiem mikroorganismu, nemaz nerunājot par izbiedētajiem kukaiņiem, kas spiesti mainīt migrācijas ceļus un samazināt produktivitāti. Vide ir piesārņota, dabas resursi ir izsmelti, saites ekosistēmās ir pārrautas. Tas viss ir pāraudzis globālās problēmās. Daudzas populācijas atrodas uz izdzīvošanas robežas. Ja cilvēks nemainās, tad viņa populācija riskē izzust pāris paaudžu laikā. Kas ir populācija un kā tiek izsekots to skaits, tiks apspriests šajā rakstā.
Iedzīvotāju definīcija
Organismi, kas pieder vienai sugai, kas spēj apmainītiesģenētiskā informācija šīs grupas ietvaros, kas aizņem noteiktu telpu, ir daļa no biotiskās kopienas un funkcionē tajā – tā ir populācija. Tam ir vairākas pazīmes, kuru vienīgais nesējs ir grupa, nevis atsevišķas personas, kas pieder šai grupai.
Kā dinamika ir atkarīga no blīvuma?
Tāds faktors kā populācijas dinamika ir atkarīgs no tā blīvuma. Pastāv trīs šādas atkarības veidi:
- Iedzīvotāju skaita pieauguma temps samazinās, palielinoties blīvumam. Šī parādība ir plaši izplatīta un parāda dažu populāciju noturības iemeslu. Palielinoties blīvumam, dzimstība samazinās. Piemēram, ja lielās zīlītes blīvums ir mazāks par 1 pāri uz 1 ha zemes, tad vienā ligzdā var saskaitīt apmēram četrpadsmit izšķīlušos cāļus, ar blīvumu līdz 18 pāriem, vienā ligzdā izšķiļas līdz 8 cāļiem.. Interesanti, ka populācijas dinamika ir atkarīga no tā, ka blīvums ietekmē indivīdu dzimumbriedumu. Tas ir skaidri redzams ziloņiem, kuru vairošanās spēja var rasties vecumā no 12 līdz 18 gadiem. Ja blīvums ir mazs, tad varam runāt par viena ziloņa mazuļa piedzimšanu ik pēc četriem gadiem, ar augstu blīvumu - viens ziloņa mazulis septiņos gados.
- Iedzīvotāju pieauguma tempi sasniedz maksimumu pie vidēja blīvuma. Tas jo īpaši attiecas uz sugām, kurām ir grupas efekts.
- Trešajā tipā, no kura atkarīga iedzīvotāju skaita dinamika, pieauguma temps paliek nemainīgs līdz plkst.augsts blīvums, pēc kura tas sāk strauji samazināties. Šī atkarība ir skaidri redzama lemingu populācijā. Viņa sāk migrēt blīvuma maksimumā.
Biotiskie faktori
Līdzsvara populācijās pārpilnības regulējumu galvenokārt nosaka biotiskie faktori. Galvenais šajā gadījumā ir konkurence sugas iekšienē. Spilgts piemērs: cīņa par ligzdošanu (tās vietu). Šāda konkurence var izraisīt šoka slimību (fizioloģisku efektu). Šāda populācijas lieluma dinamika ir lieliski izsekojama grauzējiem. Ja blīvums ir pārāk augsts, fizioloģiskais efekts izraisa auglības samazināšanos un mirstības pieaugumu. Tādā veidā iedzīvotāju skaits atgriežas dabiskajā normālā līmenī.
Faktori, kas ietekmē skaitļus
Ir dažas dzīvnieku sugas, kuru pieaugušie ēd paši savus pēcnācējus. Šo iedzīvotāju funkcionēšanu un to skaita dinamiku sauc par kanibālismu. Tas regulē populācijas lielumu samazināšanās virzienā. Par piemēru šādai parādībai var kalpot asari Rietumsibīrijas ezeros. Pieaugušo cilvēku barība sastāv no 80% viņu pašu sugas mazuļu. Paši mazuļi ēd planktonu.
Mijiedarbība starp sugām ir svarīga arī populācijas blīvuma kontrolē. Plēsēji un laupījums, parazīti un to saimnieki ir nozīmīgi faktori daudzu dzīvo organismu sugu populācijas dinamikā. No tādiem faktiembieži ietekmē iedzīvotāju blīvums.
Citi faktori ir slimība. Dažāda veida vīrusi spēj samazināt atsevišķu indivīdu populāciju līdz tiem rādītājiem, kas, visticamāk, ir aktuāli tajā laikā. Tas attiecas uz visiem dzīviem organismiem, ieskaitot cilvēkus. Infekcijas visātrāk izplatās blīvās populācijās.
Dinamikas veidi
Tā kā populācijas dinamika ir īpatņu skaita izmaiņas tieši šajā populācijā, lai gan ir grūti atrast divas līdzīgas (dinamikas ziņā identiskas) populācijas, tās joprojām ir iespējams samazināt aptuveni ar nelielām kļūdām līdz trim populācijas dinamikas veidi:
- Stabils.
- svārstās.
- Sprāgstviela.
Stabila un mainīga tipa apraksts
Stabils tips – raksturīgs lielākajai daļai lielo putnu un zīdītāju. Efektīvi regulējošie mehānismi apvienojumā ar biotisko potenciālu populācijā un ārējās attiecībās starp citām populācijām var dot zināmas skaita svārstības, bet nenozīmīgas, vairākas reizes, bet ne apmēru. Galvenā loma regulēšanas sistēmā tiek piešķirta plēsēju un upuru populāciju attiecībām un iekšējiem populācijas uzvedības mehānismiem, piemēram, hierarhijai, teritorialitātei un tamlīdzīgiem.
Svārstīgs tips - raksturīgs populācijām, kuru skaits un blīvums svārstās no diviem līdztrīs pasūtījumi. Liela nozīme ir vājiem inerciālajiem mehānismiem un intrapopulācijas konkurencei šādu organismu populācijas regulēšanas sistēmā. Šis tips ir raksturīgs, piemēram, daudziem ksilofāgiem kukaiņiem.
Iegarenie mizgrauži ir arī mainīgi populācijas dinamikas veidi, kas grauž dzemdes ejas un dēj olas Sibīrijas lapegles koksnē.
Šis skaļruņu veids iziet trīs posmus:
- Kukaiņu indivīdi uzbrūk kokiem, kuriem ir vājš sveķu nodalījums. Viņi izdala feromonus, piesaistot citus indivīdus. Tie iezīmē teritoriju, un koks vēl vairāk vājina. Palielinoties blīvumam, sākas migrācija uz blakus esošajiem kokiem.
- Kukaiņu blīvums turpina palielināties, un mātītēm samazinās to izdēto olu skaits. Kāpuri sāk iet bojā lielākā skaitā.
- Iedzīvotāju blīvums samazinās, un iedzīvotāju skaits stabilizējas līdz optimālajam līmenim.
Plēsīgajām vabolēm ir milzīga ietekme uz mizvaboļu populāciju. Bet tas ir paradoksāli: turot vaboļu skaitu zemā un vidējā līmenī, mizgraužu populācijas pieaugums tiek ierobežots. Liels kļūst tikai vaboļu skaits – tās samazina starpsugu konkurenci, kas palīdz uzturēt augstu bagātības līmeni.
Sprāgstvielas tips un tā atšķirīgās iezīmes
Sprādzienbīstams tips – raksturīgs populācijām ar masveida vairošanās uzliesmojumiem, kad to skaits palielinās par daudzām kārtām. Šiem indivīdiem ir diezgan augsts biotiskā potenciāla līmenis. Blīvums uzuz īsu brīdi var pārsniegt biotopa kapacitāti. Tad sākas masveida migrācija. Tas galvenokārt attiecas uz siseņiem, pelēm līdzīgiem grauzējiem un līdzīgām populācijām.
Ir grūti pārvērtēt populācijas dinamikas izpētes nozīmi visas planētas nākotnē.
Ja tiek novērota masveida vairošanās, tas nozīmē, ka starpsugu attiecības ir ārpus kontroles. Tad atgriešanās stabilā stāvoklī, skaita regulēšana galvenokārt notiek intrapopulācijas mehānismu dēļ. Izņēmums ir masveida slimības, kad ir iedzīvotāju pārapdzīvotība.
Populācijas dinamiskā īpašība ir homeostāze. Šis ir faktu un faktoru kopums, kas ir atkarīgs no blīvuma un izraisa izmaiņas. Homeostāze nodrošina populācijas īpatņu skaita svārstības normas robežās (nepieļauj vides resursu izsīkšanu). Tas nodrošina ekoloģisko līdzsvaru, biotisko un abiotisko vidi.
Iedzīvotāju dinamikas praktiskā nozīme
Katrā populācijā to skaits pastāvīgi mainās. Kad vides ietekmē ir novirze no standarta pārpilnības rādītājiem (vidējais līmenis), runā par modifikācijas procesu. Atgriešanos pie vidējā pārpilnības līmeņa sauc par regulēšanu. Blīvums vienmēr maina savu vērtību, kad runa ir par iedzīvotāju skaita izmaiņām.
Var teikt, ka populācijas dinamika ir jēdziens, ko nosaka biotiskā potenciāla lielums.
Vides faktoru ietekme uz organismiem, kas ļauj regulēt populācijas lielumu, ir atkarīga no tās blīvuma. Tie ietver biotiskās attiecības un abiotiskās vides resursu faktorus. Šādu faktoru ietekmē tiek izveidota populācijas homeostāze.
Homeostāzes modeļi
- Homeostāzes pamatā ir modifikācijas-regulēšanas sistēma, t.i., kļūdu labošanas sistēma.
- Lielākajai daļai faktoru ir regulējoša vienpusēja ietekme, kuras mērķis ir aktīvi ierobežot iedzīvotāju skaita pieaugumu.
- To skaits pieaug, jo samazinās regulējošo faktoru spiediens.
- Dažādu regulējošo faktoru loma mainās ar dažādām populācijas blīvuma vērtībām.
Populācijas dinamikas veids katrā populācijā ir atkarīgs no tā, cik efektīvi ir homeostatiskie mehānismi. Teorētiski jebkura populācija ir spējīga neierobežoti skaita ziņā pieaugt, ja to neierobežo vides faktori. Tad populācijas pieauguma tempu nosaka biotiskā potenciāla lielums.
