MetapopulacjametapopulacjaMetapopulacja jest zgrupowaniem lokalnych, niewielkich populacjipopulacjapopulacji, które łączy przemieszczanie się osobników między nimi. Takie lokalne populacje nazywane są subpopulacjami. Termin metapopulacja pochodzi z języka greckiego metá – wśród, między i języka łacińskiego populus – lud. Teoria metapopulacji powstała w latach 70. i 80. XX wieku, a pierwszym, który użył tego terminu był Richard Levins.

Subpopulacje wchodzące w skład metapopulacji, zamieszkują izolowane przestrzenie, nazywane płatami środowiska. Osobniki żyjące w poszczególnych płatach mogą między nimi migrować. Taki płat środowiska (siedlisko subpopulacji) spełnia wszystkie wymogi, dzięki którym osobniki mogą w nim przeżyć i rozmnażać się. Wskutek migracji organizmów następuje przepływ genów, czyli rozprzestrzenianie się różnych alleli genów między populacjami. Wpływa on na poziom zmienności w puli genówpula genowapuli genów i może skutkować nabywaniem przez organizmy nowych cech, ułatwiających przetrwanie w środowisku.  Z kolei ograniczony przepływ genów pozwala na utrzymywanie się zróżnicowania genetycznego między populacjami.

Z płatami środowiska związany jest również termin kolonizacjikolonizacjakolonizacji i rekolonizacji. Z kolonizacją mamy do czynienia w przypadku, gdy doszło do zamieszkania danego płata po raz pierwszy. RekolonizacjarekolonizacjaRekolonizacja, to ponowne zajęcie danego siedliska przez osobniki danego gatunku. W przypadku rekolonizacji poprzednia subpopulacja wymarła i zwolniła siedlisko, które może być ponownie zajęte. Kolejne terminy związane z teorią metapopulacji to ekstynkcjaekstynkcjaekstynkcja – czyli lokalne wymieranie subpopulacji oraz dyspersjadyspersjadyspersja – losowe rozprzestrzenianie się osobników danego gatunku pomiędzy subpopulacjami.

Aby metapopulacja mogła istnieć, wymieranie lokalnych subpopulacji musi być rekompensowane przez rekolonizacje płatów środowiskowych. Migracje między płatami środowiskowymi zapewniają stabilność całej metapopulacji. Należy mieć świadomość, że im więcej dana metapopulacja posiada siedlisk i lokalnych subpopulacji, tym jest trwalsza i bardziej odporna na zaburzenia równowagi, mogące doprowadzić do jej zaniku.

Ciekawym zjawiskiem dotyczącym metapopulacji jest tak zwany efekt ratunkowy. Polega on na tym, że, gdy liczebność jednej z subpopulacji drastycznie spada, to może ona zostać wsparta przez napływ osobników z sąsiedniej, liczniejszej subpopulacji. Taka migracja zapobiegnie wyginięciu lokalnej subpopulacji. Wynika z tego, że dla danej subpopulacji korzystne jest bliskie sąsiedztwo innych subpopulacji tego samego gatunku.

Wyróżniamy cztery podstawowe modele metapopulacji.

Metapopulacja klasyczna

Metapopulacja klasyczna

Nazywaną również metapopulacją Levinsa. Kolorem zielonym zaznaczono płaty środowiskowe, które są zamieszkane przez osobniki. Jasnoniebieski kolor oznacza płaty niezamieszkane. Strzałki prezentują ruchy migracyjne osobników. Siedliska niezamieszkałe są zajmowane przez osobniki z innych siedlisk.

R1el7Livd6Nio

Schemat metapopulacji klasycznej. Przedstawione zostały trzy zielone koła i trzy mniejsze, niebieskie. Od pierwszego zielonego koła odchodzą strzałki do wszystkich kół niebieskich i do jednego zielonego. Od tego następnego zielonego koła odchodzą strzałki do jednego niebieskiego koła i jednego zielonego, trzeciego, od którego nie odchodzą już żadne strzałki. Kolorem zielonym zaznaczono płaty środowiskowe, które są zamieszkane przez osobniki, a niebieskim płaty niezamieszkane. Strzałki prezentują ruchy migracyjne osobników.

Metapopulacja typu kontynent – wyspa

Metapopulacja typu kontynent – wyspa

Jedno siedlisko jest istotnie większe i odpowiada kontynentowi, wokół niego znajduje się większa liczba mniejszych siedlisk. Między zamieszkaną przez osobniki wyspą, a kontynentem zachodzą obustronne migracje osobników. Osobniki zamieszkujące kontynent mogą też kolonizować niezamieszkałe wyspy.

RqfQEyBhyIB6U

Schemat metapopulacji typu kontynent - wyspa. Przedstawiono jedno duże zielone koło w środku, a po bokach trzy mniejsze zielone i dwa mniejsze niebieskie. Od dużego zielonego koła odchodzą pojedyncze strzałki do kół niebieskich. Ponadto pomiędzy dużym zielonym kołem, a małymi zielonymi znajdują się strzałki w jedną i w drugą stronę.

Metapopulacja typu zbioru łatek

Metapopulacja typu zbioru łatek

Z języka angielskiego patchy. Taka metapopulacja składa się z wielu, niewielkich płatów środowiskowych, między którymi zachodzi obustronna wymiana osobników na drodze migracji.

R5exSwy1cmPXO

Schemat metapopulacji typu zbioru łatek. Przedstawiono duży okrąg linią przerywaną. Wewnątrz okręgu znajduje się dziesięć zielonych kółek Pomiędzy kółkami znajduje się po jedne strzałce w stronę do i od kółka. Niektóre kółka mają po cztery takie połączenia, inne po dwa, a jedno kółka po jedno takie połączenie.

Metapopulacja izolowana

Metapopulacja izolowana

W tego rodzaju metapopulacji nie obserwujemy migracji osobników między siedliskami. Brak wymiany osobników może doprowadzić do wymierania i zaniknięcia danej metapopulacji. Nie dochodzi do rekolonizacji tych płatów, w których doszło do wymarcia lokalnej subpopulacji.

R7NxVeU5KnQXA

Schemat metapopulacji izolowanej. Przedstawiono trzy koła zielone i pięć kół niebieskich, pozostających w pewnej odległości od siebie. Na schemacie nie ma żadnych strzałek.

Słownik