Populacja i jej cechy

Obserwacje przyrody są podstawową metodą badawczą, dostarczającą informacji o świecie. Dzięki nim można dostrzec różnorodność organizmów występujących na Ziemi. Obserwując pojedyncze osobniki przystosowane do życia w danym środowisku, można poznać znaczenie tych organizmów w szerszym kontekście. Każdy z nich funkcjonuje w obrębie wyższego poziomu organizacji przyrody, jakim jest populacja.

Populację tworzy grupa osobników należących do tego samego gatunkugatunekgatunku, występujących na określonym obszarze w tym samym czasie. Przedstawiciele populacji mogą się ze sobą swobodnie krzyżować, dając płodne potomstwo. Organizmy te korzystają z tych samych zasobów i pozostają pod wpływem tych samych czynników środowiskowych. Populacją nie są więc pojedyncze osobniki np. wiewiórek pospolitych napotkanych w lesie, ale wszystkie wiewiórki tego gatunku, które zamieszkują dany las.

Każda populacja posiada cechy charakteryzujące jej strukturę i dynamikę

Populacja posiada charakterystyczne cechy do których należą:

• liczebność i zagęszczenie

• struktura przestrzenna

• struktura płciowa i wiekowa

Liczebność i zagęszczenie populacji zależą od rozrodczości, śmiertelności i migracji

Liczebność populacji to liczba osobników tworzących daną populację.  W przypadkach trudnej do zliczenia całkowitej liczebności populacji (np. osobniki tworzące populację są małe, populacja zajmuje zbyt duży obszar lub granice występowania populacji nie są wyraźnie określone) wskaźnikiem umożliwiającym określenie jej wielkości jest zagęszczenie, czyli liczba osobników danej populacji przypadająca na jednostkę powierzchni (populacje lądowe, np. 500 sosen/ha) lub objętości (populacje wodne, np. liczba bakterii na mililitr w probówce).

Liczebność populacji nie jest stała i zależy od rozrodczości, śmiertelności i migracji.

Rozrodczość to liczba potomstwa wydana na świat przez osobniki danej populacji w określonej jednostce czasu, np. liczba ptaków wyklutych z jaj w okresie lęgowym lub liczba siewek roślin, które wyrosły w sezonie wegetacyjnym. Cecha ta warunkuje wzrost i rozwój populacji, prowadząc do zwiększenia jej liczebności. Czynnikami ograniczającymi rozrodczość są m.in.: niedobór wody, światła, soli mineralnych, pokarmu, przegęszczenie, a także obecność roślinożerców, drapieżników czy pasożytów.

RuqTzDea4msgf

Fotografia przedstawia dwoje piskląt kapturnika. Mają one puszyste, ciemne upierzenie, z jasną plamą w okolicach dzioba i oka. Siedzą ze złożonymi skrzydełkami.

Śmiertelność to liczba osobników ginących w danej populacji w określonej jednostce czasu, np. wskutek chorób, starości czy wpływu roślinożerców lub drapieżników. Cecha ta zabezpiecza przed przegęszczeniemprzegęszczenieprzegęszczeniem populacji, prowadząc do zmniejszenia jej wielkości.

Migracje to przemieszczanie się osobników z jednego obszaru na inny. Wyróżniamy:

• emigrację, czyli sytuację, w której część osobników danej populacji opuszcza ją i przemieszcza się do innej populacji tego samego gatunku;

• imigrację, czyli sytuację, w której do danej populacji przybywają osobniki z innej populacji tego samego gatunku.

Emigracje prowadzą do zmniejszenia liczebności populacji, a imigracje powodują jej zwiększenie.

Struktura przestrzenna populacji zależy od warunków środowiska oraz relacji z innymi populacjami

Struktura przestrzenna populacji dotyczy rozmieszczenia osobników na danym terenie. Wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje rozmieszczenia: skupiskowe, losowe i równomierne.

• Rozmieszczenie skupiskowe – najczęściej obserwowane w przyrodzie. Osobniki danej populacji skupiają się w pewnych rejonach zajmowanego obszaru. Można je zaobserwować u ryb tworzących ławice, u mrówek żyjących w mrowisku, stadzie antylop, kolonii pingwinów).

Galeria przedstawia przykłady rozmieszczenia skupiskowego:

RZ9cugVV1EIO8

Ilustracja przedstawia strukturę przestrzenną skupiskową populacji, zobrazowaną w postaci kilku grup kolorowych kropek.

RBpgjEJFmjGzQ

Na fotografii znajduje się grupa pąkli, czyli stawonogów prowadzących osiadły tryb życia. Widoczne są ich wapienne pancerzyki.

• Rozmieszczenie losowe – rzadko obserwowane w przyrodzie. Osobniki danej populacji są przypadkowo rozlokowane w przestrzeni. Przykładem są rośliny, których nasiona rozsiewane są przez wiatr lub pasożyty przewodu pokarmowego zwierząt.

Galeria przedstawia przykłady rozmieszczenia losowego:

R19wU8B5iVGWj

Na ilustracji znajdują się nieregularnie rozrzucone kolorowe kropki. Obrazują one strukturę przestrzenną losową.

R1XTHAx0fDJWK

Na zdjęciu znajduje się mniszek lekarski na tle trawy. Dwa kwiaty mniszka kwitną, pozostałe mają już formę dmuchawca.

• Rozmieszczenie równomierne – bardzo rzadko obserwowane w przyrodzie. Osobniki danej populacji są równomiernie rozlokowane. Taki sposób rozmieszczenia może wynikać z działań człowieka, np. drzewa owocowe w sadzie.

Galeria przedstawia przykłady rozmieszczenia równomiernego:

RJIcwRcTDQvBQ

Na ilustracji znajdują się kolorowe kropki rozłożone prosto, z zachowaniem równych odległości. Obrazuje to strukturę przestrzenną równomierną.

R1UVDmqJqhLsM

Na zdjęciu widać sad owocowy z dużą liczbą równo rosnących drzewek. Na kilku drzewkach wiszą dojrzałe jabłka. W tle widać czyste, słoneczne niebo, z małą liczbą niewielkich chmur.

Struktura płciowa i wiekowa populacji decydują o dynamice rozwoju populacji

Struktura płciowa dotyczy gatunków, u których występują dwie odmienne płcie: męska (samce) i żeńska (samice). Struktura płciowa to zależność pomiędzy liczebnością samic (♀) i samców (♂). Dla większości populacji występujących w stabilnych warunkach środowiska proporcja płci wynosi mniej więcej tyle samo. Naturalną przewagę liczebną samic nad nielicznymi samcami w stabilnych warunkach środowiska obserwuje się m.in. w populacjach owadów społecznych (np. u mrówek i pszczół).

Struktura wiekowa populacji przedstawia udział w populacji osobników w różnych klasach (grupach) wiekowych:

• wiek przedrozrodczy - osobniki młode, jeszcze niezdolne do rozmnażania;

• wiek rozrodczy - osobniki dojrzałe, które są zdolne do rozmnażania;

• wiek porozrodczy - osobniki stare, które utraciły zdolność do rozmnażania.

Strukturę wiekową populacji przedstawia się graficznie w postaci piramidy wieku. Kształt piramidy wieku określa obecny stan populacji, na podstawie którego można prognozować jej przyszłe losy: rozwój, stabilizację lub wymieranie.

• Populacja rozwijająca się – największy procentowy udział stanowią osobniki w wieku przedrozrodczym. W perspektywie czasu liczebność takiej populacji będzie rosła.

RAmfcImeal8GI

Ilustracja zawiera wykres piramidalny obrazujący strukturę populacji rozwijającej się. Na osi poziomej znajduje się liczba lub procent osobników populacji, a na osi pionowej klasa wieku. Wykres ma formę piramidy, w której podstawę tworzy najdłuższa linia, a kolejne piętra linie coraz krótsze, aż do najkrótszej linii na szczycie, wielkości prostokątu. Podstawa piramidy to okres przedrozrodczy, środkowe piętra to okres rozrodczy, a piętra szczytowe to okres porozrodczy.

• Populacja ustabilizowana – procentowy udział w populacji osobników w wieku przedrozrodczym i rozrodczym są do siebie zbliżone. W perspektywie czasu liczebność populacji będzie się utrzymywać na jednakowym poziomie.

R1QxeGV5bk74M

Ilustracja przedstawia wykres w kształcie dzwonu, w którym najdłuższa jest linia najniższa, a kolejne, wyższe linie są coraz krótsze, ale jedynie o nieduże fragmenty. Wykres obrazuje strukturę wiekową populacji ustabilizowanej. Na osi poziomej znajduje się liczba lub procent osobników populacji, a na osi pionowej klasa wieku. Najdłuższa linia "dzwonu", stanowiąca podstawę, pokazuje okres przedrozrodczy, następne piętra piramidy to okres rozrodczy. Ostatnie piętra wykresu to okres porozrodczy.

• Populacja wymierająca – największy procentowy udział w populacji mają osobniki w wieku rozrodczym i porozrodczym. W perspektywie czasu liczebność takiej populacji będzie maleć.

R4adodO7l1Zu0

Ilustracja zawiera wykres w kształcie urny obrazujący strukturę wiekową populacji wymierającej. Na osi poziomej znajduje się liczba lub procent osobników populacji, a na osi pionowej klasa wieku. Z wykresu wynika, iż w populacji wymierającej większość osobników jest w okresie rozrodczym, najmniej jest natomiast osobników w wieku przedrozrodczym, a osobników w wieku porozrodczym jest niewiele więcej niż w wieku przedrodczym..

To ważne!

• Populacja to grupa osobników należących do tego samego gatunku, występujących na określonym obszarze w tym samym czasie, których przedstawiciele mogą się ze sobą swobodnie krzyżować, dając płodne potomstwo.

• Do cech populacji należy liczebność i zagęszczenie, struktura przestrzenna oraz struktura wiekowa i płciowa.

• Liczebność populacji to liczba osobników, natomiast zagęszczenie określa liczbę osobników występujących na danym terenie

• Na liczebność populacji wpływa rozrodczość, śmiertelność, migracje: emigracje i imigracje.

• Struktura przestrzenna populacji określa sposób rozmieszczenia osobników w terenie, które może być: losowe, skupiskowe lub równomierne.

• Struktura przestrzenna populacji zależy od warunków środowiska oraz interakcji z innymi populacjami.

• Struktura płci populacji to proporcje samic i samców, a struktura wiekowa - stosunek osobników w wieku przedrozrodczym, rozrodczym i porozrodczym.

Na pożegnanie