ODPORNOST NA OKOLJE: DEJAVNIKI IN PRIMERI - OKOLJE - 2025

Odpornost na okolje so dejavniki, ki skupaj omejujejo rast naravne populacije. Ti so lahko odvisni od gostote prebivalstva, kot so na primer konkurenca, plenilstvo, parazitizem ali kakovost okolja. Lahko so tudi neodvisne od gostote, kot so katastrofe ali vremenska sezonskost.

V odsotnosti okoljskih regulativnih dejavnikov bi vsaka naravna populacija rasla v skladu z njenim biotskim potencialom, eksponentno. Učinki odpornosti na okolje omejujejo rast prebivalstva in dosegajo ravnovesje.

Predavanje Od gostote odvisen faktor okoljske odpornosti. Avtor: www.flirck.com

Različne interakcije med dejavniki, ki izvajajo okoljsko odpornost pri rasti prebivalstva, ustvarjajo zelo različno dinamiko prebivalstva.

Populacije običajno dosežejo dinamično ravnotežje, ki je grafično predstavljeno v krivuljah, ki oscilirajo okoli ravnotežne vrednosti.

Kaj je odpornost na okolje?

Najpreprostejši model dinamike populacije predvideva, da se v optimalnih okoljskih razmerah število posameznikov poveča v skladu z biotskim potencialom populacije.

Z drugimi besedami, stopnja rasti na prebivalca (r) je vedno enaka, ne glede na velikost prebivalstva. V teh prostorih bi bila rast prebivalstva eksponentna.

V naravi lahko populacije v začetni fazi eksponentno rastejo, vendar te dinamike ne morejo vzdrževati neskončno. Obstajajo dejavniki, ki omejujejo ali uravnavajo rast te populacije. Vsota teh dejavnikov je znana kot okoljska odpornost.

Dejavniki, ki izvajajo okoljsko odpornost, zmanjšujejo stopnjo rasti prebivalstva, ko se prebivalstvo približa optimalni velikosti, bolj znani kot nosilna zmogljivost.

Ta dinamika ustvarja logistično rast, ki običajno doseže dinamično ravnovesje s stabilnimi periodičnimi nihanji okoli nosilnosti (K).

Faktorji okoljske odpornosti

-Odvisen odvisno

Kadar dejavniki, ki ustvarjajo okoljsko odpornost, niso odvisni od gostote posameznikov, se pravi, da so gosto neodvisni.

Občasno se lahko letni časi pojavijo nekateri dejavniki, neodvisni od gostote, kot so požar, suša, poplava ali pozeba. Ti posegajo v urejanje števila prebivalstva.

S ponavljajočimi se osnovami iz leta v leto izvajajo stalen selektivni pritisk, kar na trenutke pri posameznikih ustvari specifične prilagoditve, ki so jim omogočile, da so kljub ustreznemu regulativnemu učinku iz leta v leto večja kondicija.

Drugi naključni učinki, ki niso odvisni od gostote, kot so ekstremne spremembe podnebja, vulkanske izbruhe in druge naravne katastrofe, lahko povzročijo naglušne spremembe prebivalstva. Ne morejo vzdrževati konstantne velikosti prebivalstva ali ravnovesja.

-Odvisna odvisnost

Če so dejavniki, ki uravnavajo rast populacije, odvisni od gostote posameznikov, potem jih imenujemo gostota. Ti dejavniki so lahko abiotični ali biotični.

Abiotični dejavniki

Abiotični dejavniki, odvisno od gostote okolja, so tisti, ki se pojavijo, ko povečanje velikosti populacije spremeni fizikalno-kemijske pogoje habitata.

Na primer, visoka gostota prebivalstva lahko povzroči kopičenje škodljivih odpadkov, ki zmanjšujejo preživetje ali stopnjo razmnoževanja posameznikov.

Biotski dejavniki

Biotski dejavniki so tisti, ki so posledica interakcije med posamezniki vrste ali različnih vrst. Na primer, konkurenca, plenilstvo in parazitizem.

Tekmovanje

Konkurenca se pojavi, kadar so vitalni viri, ki jih uporabljajo posamezniki iste ali različnih vrst, omejeni. Nekateri viri, ki omejujejo, so lahko med drugim hranila, voda, ozemlje, zaklonišča pred plenilci, osebe nasprotnega spola, svetloba.

Ko se prebivalstvo povečuje, se razpoložljivost virov na prebivalca zmanjšuje, s čimer se zmanjša stopnja reproduktivnosti posameznikov in stopnja rasti prebivalstva. Ta mehanizem ustvarja dinamiko logistične rasti.

Predavanje

Plenjenje je vrsta interakcije med vrstami, pri kateri posameznik ene vrste (plenilec) lovi posameznika druge vrste (plen), da jo porabi za hrano. Pri tej vrsti interakcij gostota vsake populacije določa regulacijo na drugi strani.

Ko pleni povečuje svojo populacijsko velikost, se plenilska populacija povečuje zaradi razpoložljivosti hrane. Ker pa se gostota plenilcev povečuje, se populacija plena zmanjšuje zaradi povečanja plenilnega tlaka.

Ta vrsta interakcije ustvarja krivulje rasti prebivalstva, katerih ravnotežje je dinamično. Statična velikost prebivalstva ni dosežena v nosilni zmogljivosti, vendar populacije nenehno nihajo okoli te vrednosti.

Parazitizem

Parazitizem je interakcija, skozi katero posameznik ene vrste (parazit) ima koristi od posameznikov druge vrste (gostitelja), kar povzroči zmanjšanje njihove verjetnosti preživetja ali razmnoževanja. V tem smislu se obravnava tudi kot mehanizem regulacije prebivalstva.

Interakcija med zajedavci in gostitelji lahko ustvari dinamiko, podobno kot pri plenilcih in plenu. Vendar je raznolikost vrst interakcij parazit-gostitelj v naravi neskončna, zato lahko nastane tudi bolj zapletena dinamika.

-Medelujoče

V naravi odvisni in neodvisni učinki gostote vplivajo na regulacijo populacij in ustvarjajo veliko raznolikost vzorcev.

Prebivalci, ki so odvisni od gostote, lahko prebivalstvo ohranjajo blizu zmogljivosti in sčasoma doživijo močan upad zaradi naravne katastrofe, ki ni odvisna od gostote.

Primeri

Rast bakterij

Ko se inokulum bakterij poseja v gojišče, lahko opazimo rastno krivuljo s štirimi fazami. V tej krivulji je mogoče jasno razbrati začetno eksponentno rast in učinek urejanja okolja.

Na začetku je opaziti stacionarno fazo in nazadnje upadanje števila prebivalstva.

Med prvo fazo prilagajanja se bakterije ne razmnožujejo, temveč sintetizirajo RNA, encime in druge molekule. V tej fazi rast populacije ni opaziti.

Krivulja rasti bakterij. Avtor: M • Komorniczak -talk-Ilustracija: Michał Komorniczak Ta datoteka je objavljena v Creative Commons 3.0. Priznanje avtorstva-ShareAlike (CC BY-SA 3.0) Če na svoji spletni strani ali v svoji publikaciji uporabljate moje slike (bodisi originalne ali spremenjene), vas prosimo, da mi daste podrobnosti: Michał Komorniczak (Poljska) ali Michal Komorniczak (Poljska). več informacij, pišite na moj e-poštni naslov :, preko Wikimedia Commons

V naslednji fazi pride do delitve celic. Bakterije se razmnožujejo z binarno fuzijo, ena celica se deli na dve hčerinski celici.

Ta mehanizem ustvarja eksponentno rast, v kateri se število prebivalstva v vsakem zaporednem obdobju podvoji. Vendar se ta faza ne more nadaljevati neskončno, ker se hranila v okolju začnejo omejevati.

Tretja faza krivulje je nepremična. Zmanjšanje hranil in kopičenje toksinov vodi do zmanjšanja hitrosti rasti populacije, dokler ne dosežemo konstantne vrednosti števila bakterij. V tem trenutku se hitrost proizvodnje novih bakterij uravnoteži s hitrostjo smrti bakterij.

V zadnji fazi krivulje pride do nenadnega zmanjšanja števila bakterij. To se zgodi, ko so vsa hranila v gojišču izčrpana in bakterije umrejo.

Ris in zajci

Značilen primer regulacije populacije plenil in plenov je ris in zaj. Zmanjšanje števila zajcev povzroči zmanjšanje števila risov.

Manjše število risa zmanjša plenilski tlak zajcev in posledično poveča število risa.

Pomembno je upoštevati, da dinamika populacije zajcev posreduje tudi zaradi razpoložljivosti hrane zanje.

Dinamika prebivalstva, ki jo ustvarja okoljska ureditev med risi (plenilci) in zajci (pleni). Avtor: CNX OpenStax, prek Wikimedia Commons

Lešniki

Zanimiva študija primera se pojavlja z Lemmings na Grenlandiji. Populacijo teh sesalcev urejajo štiri plenilske vrste: sova, lisica, vrsta ptic in ermine (Mustela erminea).

Prvi trije so oportunistični plenilci, ki se prehranjujejo z lemingi le, ko jih je v izobilju. Medtem ko se ermine hrani izključno lemmings.

Ta interakcija med različnimi regulativnimi dejavniki povzroča periodična nihanja v rasti prebivalstva, ki ustvarjajo štiriletne cikle v lemmingu. To dinamiko je mogoče razložiti na naslednji način.

Kadar so lemmings majhne velikosti prebivalstva, se na njih plenijo samo stoje. Ker ima razmeroma nizek pleniški pritisk, hitro povečuje svojo populacijsko velikost.

Ko se populacija lemingov povečuje, jih oportunistični plenilci začnejo pogosteje loviti. Po drugi strani pa stoje tudi povečujejo svojo populacijo, saj je večja razpoložljivost hrane. Ta položaj ustvarja mejo odvisnosti gostote od populacije lemingov.

Povečanje števila plenilskih vrst in velikosti njihovih populacij povzroča zelo močan pleniški pritisk na lemmings, kar povzroči nenadno zmanjšanje števila populacij.

To zmanjšanje plena se odraža v zmanjšanju števila populacij čreda naslednje leto zaradi zmanjšanja hrane, ki začne nov cikel.

Razlika z biotskim potencialom

Biotski potencial je največja rast naravne populacije v optimalnih okoljskih pogojih.

Na primer, kadar je hrane v izobilju, so okoljski pogoji vlažnosti, pH in temperature ugodni, njihovi posamezniki pa niso izpostavljeni plenilcem ali boleznim.

Teoretično razmerje med biotskim potencialom, odpornostjo na okolje in nosilno zmogljivostjo. Spremenjeno iz: flickr.com/photos/internetarchivebookimages

Ta populacijska značilnost je določena z reproduktivno sposobnostjo posameznikov (na splošno samic), torej s tem, koliko potomcev je sposobna roditi skozi celotno življenje, odvisno od starosti prve reprodukcije, števila otroci na vsakem reproduktivnem dogodku ter o pogostosti in količini teh dogodkov.

Biotski potencial prebivalstva je omejen z odpornostjo na okolje. Interakcija obeh konceptov ustvarja nosilnost.

Reference

1. Sodelavci Wikipedije. Rast bakterij. Wikipedija, Prosta enciklopedija, 2018. Dostopno na spletnem mestu es.wikipedia.org.
2. Hasting, A. 1997. Populacijska biologija: pojmi in modeli. Springer. 244 pp.
3. Turchin, P. 1995. Poglavje 2: Ureditev prebivalstva: Stari argumenti in nova sinteza. In: Cappuccino, N. & Price PW Populacijska dinamika: Novi pristopi in sinteza. Akademski tisk. London, Združeno kraljestvo.
4. Tyler Miller, mlajši in Scott E. Spoolman. 2009. Osnove ekologije. 5 ^za urejanje. G. Tyler Miller, mlajši in Scott E. Spoolman. 560 pp.
5. Sodelavci Wikipedije. (2018, 11. decembra). Biotski potencial. V Wikipediji, The Free Encyclopedia. Pridobljeno 16:17, 22. decembra 2018, z en.wikipedia.org.