Artykuł 3. Populacja i jej cechy

Populacja to grupa osobników jednego  gatunku wzajemnie na siebie oddziałujących i zamieszkujących określony teren w tym samym czasie.

Populacja zajmuje określoną przestrzeń w biocenozie, pozostaje w określonych związkach

z innymi populacjami tego samego lub innego gatunku. Miejsce, w którym żyje populacja nazywa się siedliskiem, często określanym jako adres populacji, natomiast funkcje, jakie spełnia populacja w ekosystemie, to porównywana do wykonywanego „zawodu” nisza ekologiczna.

Każdy pojedynczy osobnik danej populacji zajmuje określony areał osobniczy, wszystkie areały dają zasięg przestrzenny populacji.

Rozmieszczenie przestrzenne norki europejskiej

Badając populacje, możemy określić ich liczebność, rozrodczość, śmiertelność i sposób rozprzestrzeniania się.

Liczebność

Liczebność –  liczba osobników występujących w danej populacji, która w przeliczeniu na określoną jednostkę powierzchni informuje o jej zagęszczeniu. Im mniejsze są organizmy, tym większa liczebność i zagęszczenie danej populacji.

Od wielkości organizmu i jego areału występowania zależy też to, jakimi metodami będziemy się liczyć osobniki należące do tej samej populacji. Można np. pobrać próbkę krwi i liczyć występujące w niej krwinki lub, używając kwadratowej ramy jako standardowej powierzchni, określić zagęszczenie chwastów na łące, natomiast do policzenia populacji tygrysów w tajdze syberyjskiej użyteczny będzie helikopter.

Liczebność mniejszych organizmów można określić przez zbieranie lub odławianie osobników na czas badań, można też obliczyć procent powierzchni zajętej przez badany gatunek rośliny lub określić liczbę par ptaków gnieżdżących się na danej powierzchni itp.

Odławianie drobnych bezkręgowców

Na liczebność mają wpływ takie czynniki, jak rozrodczość, śmiertelność i migracje.

Rozrodczość – stosunek nowo narodzonych osobników do liczebności całej populacji.

Szybkość wzrostu populacji zależy od liczby osobników, o które zwiększa się populacja. Jeżeli zasiedlana jest nowa nisza ekologiczna, następuje intensywny rozród, a zatem wzrost liczebności, który po pewnym czasie zostaje zahamowany przez różne czynniki – tzw. opór środowiska (np. brak pokarmu, miejsc gniazdowania lub działanie drapieżnika). Jeżeli nie ma czynników ograniczających, liczebność populacji stale wzrasta.

Szybkość wzrostu populacji

Śmiertelność

Na danym terenie może żyć tylko określona liczba osobników, np. rośliny potrzebują do prawidłowego wzrostu odpowiedniej przestrzeni, w przeciwnym razie część z nich nie wyrośnie, a u zwierząt przegęszczenie wywołuje reakcję stresową. Zjawisko to jest najbardziej widoczne u lemingów, które co 3, 4 lata, kiedy nastąpi duży wzrost liczebności, podejmują wędrówkę na oślep często kończącą się w morzu.

Przeżywalność osobników zależy od śmiertelności, która określa liczbę osobników wymarłych w danym czasie.

Rośliny, małe zwierzęta bezkręgowe, ryby i płazy charakteryzuje duża śmiertelność we wczesnym okresie życia (nasiona, stadia rozwojowe), a tylko nieliczne osobniki dożywają późnego wieku.

Zwierzęta kręgowe takie, jak gady, ptaki, ssaki, również człowiek, wykazują małą śmiertelność we wczesnym i średnim okresie życia, natomiast okres wymierania związany jest najczęściej z procesami starzenia się.

Migracje – osobniki w populacji migrują, czyli stale zmieniają miejsca, przemieszczając się między populacjami. Niekorzystne warunki środowiska powodują, że opuszczają granice zasięgu populacji, zasilając populacje sąsiadujące (emigracja), które w wyniku napływających osobników z zewnątrz (imigrantów) zwiększają swoją liczebność.

Struktura wiekowa – w każdej populacji są osobniki w różnym wieku, które wspólnie tworzą strukturę wiekową populacji. W życiu każdego osobnika wyróżnia się trzy okresy:

  • młodociany – od urodzenia do osiągnięcia dojrzałości rozrodczej,
  • rozrodczy – czas, w którym osobniki wydają na świat potomstwo,
  • starości – po wydaniu potomstwa.

Jeżeli w populacji przybywa młodych osobników więcej niż umiera, to wzrasta liczebność populacji i mówi się, że jest ona rozwijająca się, jeżeli natomiast więcej jest osobników starszych niż młodych, to populacja wymiera. Ustabilizowana będzie wówczas, kiedy procent osobników młodych i starych jest mniej więcej równy.

Typy piramid wiekowych:

Rozmieszczenie – sposób występowania w przyrodzie osobników danej populacji. Mogą one występować w różnych miejscach na zajmowanym przez nią terenie. Niektóre z nich rozmieszczone są przypadkowo, ale mogą też występować w skupiskach lub zasiedlać przestrzeń równomiernie

Przykłady rozmieszczenia osobników w populacji

Struktura socjalna

W obrębie populacji powstają różne związki socjalne, zależności między organizmami, które tworzą strukturę socjalną populacji.

Jedną z form takiej struktury jest dominacja w grupie jednego osobnika, który staje się przewodnikiem stada, lub kilku osobników, przewodzących całej grupie. Przewodnictwo takie najczęściej powiązane jest z istnieniem hierarchii socjalnej ustalonej między osobnikami, uzyskiwanej często w wyniku toczonych wcześniej walk.

Przykładem populacji o strukturze socjalnej są stada lwów złożone najczęściej z jednego samca i kilku samic z młodymi, watahy wilków, którym przewodzi jeden najsilniejszy samiec czy stada słoni prowadzone najczęściej przez największą, najbardziej doświadczoną samicę.

Najbardziej rozwinięta struktura socjalna występuje u owadów społecznych takich, jak mrówki, termity, pszczoły, szerszenie czy osy. Losy każdego osobnika podporządkowane są całej grupie, a między nimi istnieje podział pracy i funkcji.

Królowa zapładniana jest podczas lotu godowego i pełni funkcję reprodukcyjną.

Robotnice nie mają rozwiniętego układu rozrodczego. Ich zadaniem jest dostarczanie pożywienia i opieka nad larwami.

Żołnierze mają potężne szczęki i żuwaczki, które służą im do obrony gniazda.

W porozumiewaniu się owadów społecznych podstawową rolę odgrywają substancje zapachowe zwane feromonami. Ślady feromonowe mrówek zostawiane przez osobniki z tego samego gniazda dostarczają informacji o źródle pokarmu, ułatwiają odnajdywanie się osobników i wyznaczają drogę do mrowiska. Poszczególne osobniki w zależności od pełnionej funkcji różnią się od siebie budową ciała (polimorfizm).