Ćw 1. Czynniki środowiskowe determinujące liczebność populacji.
- ile i jakie organizmy są w środowisku?
- Własności populacji + czynniki środowiskowe
1. Warunki środowiskowe
- fizyczne lub chemiczne właściwości środowiska (temperatura, wilgotność, pH, zasolenie)
- mogą być wykorzystywane przez osobniki
- nie są zawłaszczane
- limitują możliwość występowania
- działają w sposób niezależny od zagęszczenia
2. Zasoby
- zużywalne elementy środowiska
- mogą być zawłaszczane
- limitują możliwość wzrostu i rozwoju (pokarm, przestrzeń, kryjówki, miejsce do rozrodu)
- zależne od zagęszczenia
3. Oddziaływania biotyczne
- konkurencja
- drapieżnictwo
- pasożytnictwo
- mutualizm
Liczebność populacji zależy od:à ile było osobników na początku.. i...
- imigracja à emigracja
- rozrodczość à śmiertelność
Tempo zmian liczebności populacji zależy od:
1 - różnicy między rozrodczością i śmiertelnością
à rozrodczość – liczba urodzonych osobników w przeliczeniu na 1 osobnika i jednostkę czasu
à śmiertelność- liczba zgonów osobników w przeliczeniu na 1 osobnika i jednostkę czasu
N – liczebność populacji
r – wewnętrzne tempo wzrostu populacji
b- rozrodczość
d- śmiertelność
Nt – właściwości gatunku gdy nie ma wpływu środowiska
Nr – zmiany liczebności populacji zależą nie tylko od różnicy między rozrodczością i śmiertelnością (b-d) ale i od liczebności populacji
W sprzyjających warunkach środowiska rozrodczość cechuje się nadprodukcją potomstwa (reprodukcja przewyższa śmiertelność b> d) à takie gatunki obserwujemy obecnie
Gdyby wzrost liczebności populacji nie był ograniczony ( b – d= const) liczebność populacji rosłaby w coraz szybszym tempie.
à wewnętrzne maksymalne tempo wzrostu populacji różnych gatunkówà różne wartości rozrodu, różne strategie rozrodcze (często i licznie, długo żyją i niewiele potomków)
Liczebność populacji nie może rosnąć nieograniczenie
- wyższa śmiertelność , niższa rozrodczość
K – poziom pojemności środowiskaà pojemność środowiska – maksymalna liczebność populacji, jaka może istnieć w sposób długotrwały w określonym środowisku przy określonej wielkości zasobów.
N < K b>d , r = 0 à liczebność populacji wzrasta wykładniczoà wzrost zależy od rm i N
- na ile liczebność ogranicza maksymalne tempo wzrostu populacji
N = K b=d , r = 0 à liczebność populacji nie zmienia się
· może być wzrost powyżej pojemności środowiskaà zasoby są silnie limitowane i po przekroczeniu K – spadek liczebności (oscyluje)
N > K b>d , r < 0 à liczebność populacji maleje
- wpływ na rozrodczość i śmiertelność
- niezależnie ile osobników jest w populacji (np. temperatura)
- wpływ zmienia się w trakcie życia
najpierw rozrodczość wyższa do pewnego poziomu, później na odwrót.à najpierw jeden wpływ później inny
- efekt zmienia się wraz ze wzrostem zagęszczenia
- populacje z czasem zbiegają do pewnej wartości
Które wpływają silniej?
- oddziaływania środowiska mogą działać wcześniej
- czynniki niezależne od zagęszczenia mają charakter destabilizujący na liczebność populacjià powodują jej gwałtowne zmiany
Metody badawcze ekologii:
· bezpośrednie obserwacje (teren)à niedoskonałe bo brak 100% pewności, że silna zbieżność. Np. pokarmu i liczebności działa w sposób przyczynowo-skutkowy
· eksperymenty – hipotezy, wnioski o współzależnościach ; ograniczamy wpływ innych czynników do minimum
· symulacje – modele matematyczneà szybsze wyniki; wady: jeśli źle przewidzimy zależności to zły wynik
Eksperyment
Warianty N0 Pokarm
K1 K2 K3 30 os. 1,2 mg Corg kontrola
A1 A2 A3 30 0,03 mg Corg pokarm
B1 B2 B3 150 1,2 mg Corg liczebność początkowa,
*C1 C2 C3 30 1,2 mg Corg konkurencja
D1 D2 D3 30 1,2 mg Corg drapieżnictwo 20% dużych osobników
E1 E2 E3 30 0,03 mg Corg pokarm +energia
à ekosystem izolowany od innych populacji (organizmy)
w K1 à 30 osobników, do każdego K dodawaliśmy co 2-gi dzień ilość pokarmu
wariant Aà pokarmowy, taka sama liczba osobników, dostaraczmy mniej pokarmu niż w wariancie Kà 40-krotnie mniej pokarmuà hipoteza-mniej osobników
wariant Bà od wariantu K różni się początkową liczbą osobników (150), pokarm taki samà czy liczba początkowa ma wpływ na liczebność populacjià może im więcej na początku tym więcej na końcu?
Wariant Cà liczebność początkowa i pokarm ten sam ale ubiegają się konkurenci różnych gatunków (2 gatunki)à konkurent niekorzystny na liczbę drugiego, konkurencja o zasoby àKrewetki!!!
Wariant D à N0, pokarm ten sam ale obecne są drapieżniki (symulujemy)-> eliminujemy proporcję osobników (dużych) drapieżniki działają w sposób selektywny!!
Wariant E àmniej pokarmu, ale dostarczamy więcej energii świetlnejà wpływ pośredni na liczebność pokarmu organicznego
Obiekty eksperymentalne:
- idealne są osobniki o krótkim czasie generacji( bakterie, pierwotniaki)à trudne techniki badawcze
- skorupiak słodkowodny
- organizmy mało wymagające
- nie uciekają (ograniczone do środowiska wodnego)
- krótki czas generacji, po tygodniu potomstwo
- możemy łatwo oszacować położenie bez otwierania komór lęgowychà liczymy jaja w komorach lęgowych, na grzbiecie karapaksuàosobniki uwalniane do środowiska, szacujemy płodność
- mogą rozmnażać się płciowo i bezpłciowoà partenogeneza w sprzyjających warunkachà wpływ na wyniki, genotyp wpływa,... im bardziej heterogennny,,,,różnice genotypuàjeśli jest ten sam genotyp to eliminujemy zmienność genetyczną w eksperymencie
- rozród płciowyàsamiec identyczny genotyp jak samica; płeć determinowana hormonalnieà osłonka jaj tworzona w sposób inny przy rozmnażaniu płciowym (jaja duże czarne, przechodzą stan spoczynku) i inna przy bezpłciowym
- pokarmà glony (Scenedesmus obliguus), łatwo oszacować koncentracje
- Atyopsis moducensisà krewetkam filtratory odfiltrowujące dafnie i scenedesmus
- Dafnie odfiltrowują pokarm ze środowiska, wszystko co ma odpowiednie rozmiary
- odizolowane środowisko wodne (zbiornik i tam dafnie)
Schemat obsługi eksperymentu:
- 3 powtórzenia (akwaria)
Czynności:
- policzyć 3-krotnie wszystkie zwierzaki w akwariumà 16 kwadratów
- nie zmieniać warunków świetlnych
- 3 pomiary i średnia z nich w każdym akwarium
- liczbę zwierząt w poszczególnych sektorach wpisac do rubryk w formularzu A
- przenieść z akwarium przy pomocy siatki 30-50 osobników do pojamnikaà jakośc osobników
- odłowić przy pomocy pipety szklanej z pojemnika pojedyncze osobniki zaczynając od osobników nie mających jaj w komorach lęgowychà ile nosi jaja,à te które nie mają jaj zwracamy do akwarium, zacznij od najmniejszychà licząc
- osobniki z jajami pod binokular
- jaja policzyć u min. 10 osobników
- policz ‘ciężarne’ samice (z embrionami)
liczebność – średnia z 3-ech zliczeń
czasà 2 dni, liczba dni które upłynęły od ostatniego pomiaru
r- oscyluje wokół 0; wartości ujemne gdy populacja zmniejszyła liczebność
b – rozrodczośćà średnie tempo przybywania osobników w przeliczeniu na 1 osobnika na jednostkę czasu
d t2- śmiertelnośćà nie liczymy trupów w sposób bezpośredniàszacujemy:
bzdetsterta