MILJØBESTANDIGHED: FAKTORER OG EKSEMPLER - MILJØ - 2025

Den miljømæssige modstand er de faktorer, der tilsammen begrænser væksten af en naturlig population. Disse kan være afhængige af befolkningstæthed, såsom konkurrence, predation, parasitisme eller miljøkvalitet. De kan også være uafhængige af tæthed såsom katastrofer eller vejrsæsonbestemthed.

I mangel af miljømæssige regulerende faktorer vil enhver naturlig population vokse eksponentielt efter dets biotiske potentiale. Effekterne af miljøbestandighed begrænser imidlertid befolkningsvæksten og når en balance.

prædation Tæt-afhængig miljøresistensfaktor. Forfatter: www.flirck.com

De forskellige interaktioner mellem de faktorer, der udøver miljøbestandighed i befolkningsvæksten, genererer meget variabel befolkningsdynamik.

Befolkningen når generelt en dynamisk ligevægt, der er grafisk repræsenteret i kurver, der svinger omkring en ligevægtsværdi.

Hvad er miljøbestandighed?

Den enkleste model for en populations dynamik antager, at antallet af individer under optimale miljøforhold stiger i henhold til befolkningens biotiske potentiale.

Med andre ord er vækstraten per indbygger altid den samme, uanset befolkningens størrelse. Under disse lokaler ville befolkningstilvæksten være eksponentiel.

I naturen kan populationer vokse eksponentielt i en indledende fase, men de kan ikke opretholde denne dynamik uendeligt. Der er faktorer, der begrænser eller regulerer væksten i denne befolkning. Summen af ​​disse faktorer er kendt som miljøbestandighed.

Faktorer, der udøver miljøresistens, reducerer vækstraten per indbygger, når befolkningen nærmer sig sin optimale størrelse, bedre kendt som bæreevne.

Denne dynamik genererer en logistisk vækst, der generelt når en dynamisk ligevægt med stabile periodiske svingninger omkring lastkapaciteten (K).

Miljøbestandighedsfaktorer

-Densoindependent

Når de faktorer, der genererer miljøbestandighed, er uafhængige af individets massefylde, siges de at være tæt-uafhængige.

Nogle faktorer, der er uafhængige af tæthed, kan periodisk forekomme med årstiderne, såsom ild, tørke, oversvømmelse eller frost. Disse griber ind i reguleringen af ​​befolkningsstørrelse.

Ved at udgøre en tilbagevendende basis år efter år udøver de et konstant selektivt tryk, som til tider har genereret specifikke tilpasninger hos individer, der har gjort det muligt for dem at øge deres kondition og overleve år efter år på trods af dens regulerende virkning.

Andre tilfældige tæthedsuafhængige effekter, såsom ekstreme klimaændringer, vulkanudbrud og andre naturkatastrofer, kan forårsage uberegnelige ændringer i befolkningen. De kan ikke holde befolkningsstørrelsen på konstante niveauer eller på et ligevægtspunkt.

-Densodependent

Hvis de faktorer, der regulerer befolkningsvækst, afhænger af individets tæthed, kaldes de tæthedsafhængige. Disse faktorer kan være abiotiske eller biotiske.

Abiotiske faktorer

Abiotiske tæt-afhængige miljøresistensfaktorer er dem, der opstår, når stigningen i befolkningsstørrelse ændrer de fysisk-kemiske forhold i habitatet.

For eksempel kan en høj befolkningstæthed generere akkumulering af skadeligt affald, der mindsker individers overlevelse eller reproduktionshastighed.

Biotiske faktorer

Biotiske faktorer er dem, der stammer fra samspillet mellem individer af en art eller af forskellige arter. F.eks. Konkurrence, predation og parasitisme.

Konkurrence

Konkurrence opstår, når de vitale ressourcer, der bruges af enkeltpersoner af samme eller forskellige arter, er begrænset. Nogle begrænsende ressourcer kan være næringsstoffer, vand, territorium, krisecentre fra rovdyr, individer af det modsatte køn, lys, blandt andre.

Når befolkningen stiger, falder ressourcernes tilgængelighed pr. Indbygger, hvorved individernes reproduktionshastighed og befolkningens vækstrate reduceres. Denne mekanisme genererer en dynamik i logistisk vækst.

prædation

Predation er en type interaktion mellem arter, hvor et individ af en art (rovdyr) jager et individ af en anden art (bytte) for at konsumere det til mad. I denne type interaktion udøver tætheden for hver population en regulering på den anden.

Når byttet øger sin befolkningstørrelse, stiger rovdyrets befolkning på grund af tilgængeligheden af ​​mad. Men når tætheden af ​​rovdyr stiger, falder byttedyrbestanden på grund af en stigning i predationstryk.

Denne type interaktion genererer befolkningsvækstkurver, hvis ligevægt er dynamisk. En statisk befolkningstørrelse nås ikke i bæreevnen, men befolkningerne svinger konstant omkring denne værdi.

parasitisme

Parasitisme er en interaktion, hvorigennem et individ af en art (parasit) drager fordel af individer af en anden art (vært), hvilket frembringer et fald i deres sandsynlighed for overlevelse eller reproduktion. I denne forstand betragtes det også som en befolkningsreguleringsmekanisme.

Samspillet mellem parasitter og værter kan generere dynamik svarende til rovdyr og byttedyr. Dog er mangfoldigheden af ​​typer af parasit-vært-interaktioner i naturen uendelig, derfor kan der også genereres mere kompleks dynamik.

-Interactions

I naturen interagerer de afhængige og uafhængige effekter af tæthed i reguleringen af ​​populationer og frembringer en stor mangfoldighed af mønstre.

En befolkning kan holdes tæt på bæreevne af tæthedsafhængige faktorer og til sidst opleve et kraftigt fald på grund af en tæthedsuafhængig naturkatastrofe.

eksempler

Bakteriel vækst

Når et inokulum af bakterier podes i et kulturmedium, kan en vækstkurve med fire faser observeres. I denne kurve kan den indledende eksponentielle vækst og virkningen af ​​miljøregulering klart forstås.

En stationær fase er oprindeligt tydelig og endelig en faldende virkning i befolkningsstørrelse.

I den første tilpasningsfase reproduceres bakterier ikke, men syntetiserer i stedet RNA, enzymer og andre molekyler. I denne fase observeres ingen befolkningsvækst.

Bakteriel vækstkurve. Forfatter: M • Komorniczak -talk-Illustration af: Michał Komorniczak Denne fil er blevet frigivet i Creative Commons 3.0. Attribution-ShareAlike (CC BY-SA 3.0) Hvis du bruger på dit websted eller i din publikation mine billeder (enten originale eller ændrede), bliver du bedt om at give mig detaljer: Michał Komorniczak (Polen) eller Michal Komorniczak (Polen). For mere information, skriv til min e-mail-adresse:, via Wikimedia Commons

I den næste fase forekommer celledeling. Bakterier reproduceres ved binær fusion, en celle opdeles i to datterceller.

Denne mekanisme genererer en eksponentiel vækst, hvori befolkningsstørrelsen fordobles i hver på hinanden følgende periode. Denne fase kan imidlertid ikke fortsætte uendeligt, fordi næringsstofferne i miljøet begynder at være begrænsende.

Den tredje fase af kurven er stationær. Reduktionen i næringsstoffer og akkumuleringen af ​​toksiner fører til en reduktion i hastigheden af ​​befolkningstilvæksten, indtil den når en konstant værdi i antallet af bakterier. På dette tidspunkt afbalanceres hastigheden af ​​produktion af nye bakterier med graden af ​​bakteriedød.

I den sidste fase af kurven er der et pludseligt fald i antallet af bakterier. Dette sker, når alle næringsstoffer i kulturmediet er udtømt, og bakterierne dør.

Lynx og harer

Det typiske eksempel på befolkningsregulering mellem rovdyr- og byttedyrbestande er lodret og hare. Et fald i bestandens størrelse på harer giver et fald i antallet af gaupe.

Et mindre antal gaupe reducerer harternes predationstryk og giver igen en stigning i antallet af gaupe.

Det er vigtigt at overveje, at hares befolkningsdynamik også formidles af tilgængeligheden af ​​mad til dem.

Befolkningsdynamik genereret af miljøregulering mellem gaupe (rovdyr) og harer (bytte). Forfatter: CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Lemmings

En interessant casestudie forekommer med Lemmings i Grønland. Bestanden af ​​disse pattedyr reguleres af fire rovdyrarter: en ugle, en ræv, en fugleart og erminen (Mustela erminea).

De første tre er opportunistiske rovdyr, der kun lever af lemminger, når de er rigelige. Mens erminen udelukkende lever af lemminger.

Denne vekselvirkning mellem de forskellige regulerende faktorer producerer periodiske svingninger i befolkningsvæksten, der genererer fire-årige cyklusser i lemminger. Denne dynamik kan forklares på følgende måde.

Når lemminger er i lav befolkningstørrelse, er de kun byttet af stoats. Da det har et relativt lavt predationstryk, øger det hurtigt sin befolkningstørrelse.

Når lemmingenes befolkning stiger, begynder opportunistiske rovdyr at jage dem oftere. På den anden side øger stoats også deres befolkningstørrelse, da der er en større tilgængelighed af mad. Denne situation genererer en tæthedsafhængig grænse for lemmingspopulationen.

Stigningen i antallet af rovdyrarter og i størrelsen på deres populationer genererer et meget stærkt predationstryk på lemmingerne, hvilket medfører et pludseligt fald i bestandsstørrelsen.

Dette fald i byttet afspejles i en reduktion i befolkningsstørrelsen af ​​stoats det følgende år på grund af et fald i fødevarer, der starter en ny cyklus.

Forskel med biotisk potentiale

Biotisk potentiale er den maksimale vækstkapacitet for en naturlig bestand under optimale miljøforhold.

For eksempel, når fødevarer er rigeligt, er miljøbetingelserne for fugtighed, pH og temperatur gunstige, og deres individer udsættes ikke for rovdyr eller sygdomme.

Teoretisk sammenhæng mellem biotisk potentiale, miljøbestandighed og bæreevne. Ændret fra: flickr.com/photos/internetarchivebookimages

Denne populationskarakteristik bestemmes af reproduktionskapaciteten hos individer (generelt kvinder), det vil sige af hvor mange afkom det er i stand til at producere i hele sit liv, som afhænger af den første reproduktionsalder, antallet af børn i hver reproduktionsbegivenhed og hyppigheden og mængden af ​​disse begivenheder.

En befolknings biotiske potentiale er begrænset af miljøbestandighed. Samspillet mellem begge koncepter genererer lastkapaciteten.

Referencer

1. Wikipedia-bidragydere. Bakteriel vækst. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 2018. Tilgængelig på es.wikipedia.org.
2. Hasting, A. 1997. Population Biology: Concepts and Models. Springer. 244 s.
3. Turchin, P. 1995. Kapitel 2: Befolkningsregulering: Gamle argumenter og en ny syntese. I: Cappuccino, N. & Price PW Population Dynamics: New Approaches and Synthesis. Academic Press. London, UK.
4. Tyler Miller, Jr. og Scott E. Spoolman. 2009. Essentials of Ecology. 5 for ^at redigere. G. Tyler Miller, Jr. og Scott E. Spoolman. 560 s.
5. Wikipedia-bidragydere. (2018, 11. december). Biotisk potentiale. På Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hentet 16:17, 22. december 2018, fra en.wikipedia.org.