1 Populaţia caracteristici final 1

5/17/2018 1 Populaţia caracteristici final 1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/1-populatia-caracteristici-final-1 1/62

Populaţia –

structură, funcţii



Populaţia – colectivitate de organisme,aparţinând unei specii;

- genofond comun;

- ocupă un anumit biotop;- aparţine unei biocenoze, respectiv

unui ecosistem.

Populaţia – unitate genetică, indivizii fiindpotenţial interfecunzi; - unitate spaţială - delimitată



Delimitarea spaţială

evidentă

Ex.: populaţii de Sturnus vulgaris (graur) din

Europa, Australia şi America de Nord

http://en.wikipedia.org/wiki/European _Starling



- indivizi interfecunzi, fluxul de geneîntrerupt din cauza izolării geografice



- diferenţe întrepopulaţii de graur pe un teritoriu mairestrâns;

de ex.: populaţiile dinestul şi vestul Australiei, separatede zona de deşert,unde nu existăcondiţii desupravieţuire.



delimitare spaţială greu de realizat – stabilită înmod arbitrar de cercetători

Ex.: populaţiile, de balene, peşti etc.



Dacă se consideră posibilitatea de reproduceredintre indivizi ca o caracteristică esenţială a oricărei populaţii, atunci organismele cureproducere asexuată nu ar forma teoreticpopulaţii adevărate (descendenţii lor nu sunt

interfecunzi şi nu realizează schimburi de gene). Totuşi, la majoritatea organismelor animale şi lamulte specii vegetale asexuate, se realizează

periodic reproduceri sexuate (schimburi de gene)din care cauză se poate considera că şi acesteorganisme formează populaţii.



Populaţia – unitate de studiu importantă în

domeniulecologiei şi geneticii



populaţiacercetată

prădători

pradă

Factori de mediu(fizici, chimici etc)

competitie

mutualismsimbiozăcomensalism



Studiul oricărei populaţii comportă:

analiza demografică – estimarea mărimiipopulaţiei şi a parametrilor care oinfluenţează (natalitate, mortalitate,imigrare, emigrare);

analiza structurii populaţiei: de vârstă,genetică, spaţială; analiza dinamicii populaţiei, a

modificărilor demografice sub acţiuneafactorilor ecologici; studiul interacţiunilor care se stabilesc în

interiorul şi între populaţii.



Mărimea (efectivul) populaţiei

se exprimă prin număr sau biomasă;

reprezintă cantitatea totală de materie vie existentă într-o populaţie la un moment dat.



Metode de determinare:

Recensământ – înregistrarea directă atuturor indivizilor din populaţie;

- imposibil de realizat în majoritatea

cazurilor, cel puţin în condiţiile naturiispontane;

- se aplica la:

- populaţiile umane - populaţii cu efectiv redus

- populaţii care habitează un

spaţiu restrâns.



Ex. – recensământ laspecii de păsări cu

comportament deteritorialitate sau laspecii coloniale.

Răspândire în Europa Cuibăreşte în regiunea tundrei eurasiatice,

iernează în sudul şi vestul Europei

loc de iernare

reproducere sporadică

loc de cuibărire vara vizitator pasager

tot timpul anului

Anser albifrons (gâsca cu frunte albă) – în Irlanda



Toamna migrează spre locuri de iernare din

sud- vestul Europei şi nord-estul Africii

Ardea cinerea (stârcul cenuşiu) - în Anglia


loc de cuibărire vara

vizitator pasagertot timpul anului

loc de iernare



Ciconia ciconia (barza) – înGermania, Polonia (în 2004 –

52 500 perechi )

Răspândire în Europa. Migrează iarna până

în Africa tropicală şi de Sud


loc de cuibărire vara

vizitator pasager

tot timpul anului

loc de iernare



Parus major (piţigoi) – în Olanda

Răspândire în Europa

în general nu migrează


loc de cuibărire vara vizitator pasager

tot timpul anului

loc de iernare



Dintre nevertebrate:

recensământ la ciripede(crustacei marini)

Balanus glandula

Lepas anatifera



Metoda estimării – prelevare randomizată şianaliza probelor

- se recoltează eşantioane din maimulte zone ale arealuluipopulaţiei

- prelucrare matematică aprobelor permite aproximareaefectivului absolut.



Valori ale efectivului

Milioane de indivizi – populaţii de cormoran( Phalacrocorax

bougainvilli )

Pe ţărmul vestic al Americii de

Sud - populaţie estimată la22 milioane în 1954 şi la3 milioane în 2001 (Goya,2001)



Număr redus de indivizi

Populaţiile de Porphyrio ( Notornis ) hochstetteri dinNoua Zeelandă ( fam.Ralide ) cu circa 50 indivizi – specie inclusă pe Lista Roşieîn 2006

Populaţiile de Lynx pardinus din Andaluzia cu

circa 250 indivizi, nici unadin subpopulaţii neavândpeste 50 de indivizi maturireproducători



Metode de estimare a mărimii populaţiei

Metoda patratelor: prelevare de probe de forme şi mărimi

diferite; analiza unităţilor de probă; calcularea numărului de indivizi din

populaţia cercetată raportat la mărimeaunităţii de probă.



Metoda marcării şi recapturării:

metoda iniţială Peterson - completată- variante, care permit marcări şirecapturări multiple ce asigură nunumai estimarea efectivului la anumite

intervale de timp, ci şi aprecierea:- ratelor de intrare (natalitate,imigrare) şi de

- ieşire (mortalitate, emigrare) a indivizilor din populaţie.



metoda Jolly , variantă cu mareaplicabilitate practică, ia înconsiderare şi erorile incluse în

estimarea mărimii populaţiei prinpierderea marcărilor.

R = R

M n



Utilizare de capcane:

capcane Barber – la insecte, rozătoare;

capcane luminoase – la insecte nocturne; capcane aspirator – la insecte aflate în zbor;

fileuri planctonice – pentru plancton



Densitatea efectivul raportat la unitatea de spaţiu (suprafaţa

terenului, volumul unei probe de apă sau sol).

semnificaţie deosebită pentru supravieţuirea

populaţiei – exprimă încărcătura terenului,capacitatea biotopului de a suporta o anumităcantitate de biomasă.

se raportează la ha (pentru mamifere mari), lam2 la gastropode.



- variază între 2 praguri,cu semnificaţie de

puncte criticedensitate maximă

de supravieţuire

densitate minimăde supravieţuire

densitate optimă Şanse maxime desupravieţuire



Densităţile limită – nefavorabile pentrusupravieţuirea populaţiei ( efectul lui Allee )

Supraaglomerarea – - intensificarea luptei intraspecifice pentrusupravieţuire;

- stres social – la femelele gestante de mamifere

creşte mortalitatea în perioadafetală,- încetineşte creşterea şidezvoltarea indivizilor tineri

- modificări hormonale:- încetinirea creşterii - scăderea funcţiei reproductive;

- întârzierea activităţii sexuale;



- imunitate scăzută, vulnerabilitate la boli. Subaglomerarea – nefavorabilă populaţiei;

- în pericol - perpetuarea speciei şi- exploatarea eficientă a resurselor

biotopului.

Efectiv “ prea scăzut ” – relativ – depinde departicularităţile reproductive ale speciei(pericol la speciile cu descendenţă redusă, ex.mamiferele mari 1-2 pui anual). La rozătoarele

mici (cu descendenţă numeroasă şi multegeneraţii pe an) un efectiv redus nu reprezintăun pericol.



Exemple de efecte Allee:Tympanuchus cupido cupido

- din cauza vânării pe continent,s-a retras pe o insulă dindreptul coastei, unde efectivul afluctuat câteva decenii între 50 şi 200 indivizi. În

1908 – specie protejată – efectiv de 2000 indivizi.Ulterior, calamităţi naturale (incendiu puternic în1916, urmat de o iarnă geroasă)

150 indivizi.1928 1 ♂ Populaţia s-a stins(Gross, 1931) Găinuşa de preerie



Pinguinus impennis

- specie marină

- răspândită pe insulele dinestul Canadei, în Islanda,

Norvegia, Irlanda, Marea

Britanie- exterminată în sec. XIX

Alca-uriaşă



Modificări de efectiv : natalitate – imigraremortalitate – emigrare

Natalitatea:

- creşte mărimea populaţiei - Rata natalităţii -

- n – natalitate – numărul de indivizinăscuţi într-un interval de timp(o zi, o lună, un an)

- N – efectivul populaţiei sau o cifră etalon (100, 1000, 10 000)

N

n R

n



Indivizi născuţi prin orice mecanism biologic: viviparitate, ecloziune la păsări şi unele

mamifere, sciziparitate, înmugurire,transformarea pupelor în imago lainsecte, germinaţie la plante etc.

Numărul de descendenţi:nv (stridii) – milioane de ouă,peştii – mii de ouă

amfibienii – sute de ouă păsările – 1-20 ouă mamiferele – 1 -2 descendenţi, rareorimai mult de 10



Rata natalităţii – condiţionată:

genetic – fiecare specie prezintă:

- potenţial biotic, - zestre ereditară,

-capacitate de a produce urmaşi, asupravieţui şi a se înmulţi

ecologic – presiunea mediului

- forţe externe care împiedicărealizarea deplină apotenţialului biotic



Fertilitate – noţiune fiziologică

- capacitatea de reproducere a unui

organism Fecunditate – concept ecologic

- capacitatea de reproducere apopulaţiei

- numărul de descendenţi produşi într- o anumită perioadă de timp

- fecunditate potenţială şi realizată



Mortalitate

- micşorează mărimea populaţiei - rata mortalităţii

- mortalitate – m – numărul de

indivizi eliminaţi din populaţie într- un interval de timp (o zi, o lună, unan)

- efectivul populaţiei – N – sau o valoare standard a efectivului (100,1000, 10 000)

N

m

m R



Eliminarea indivizilor din populaţie: - mortalitate fiziologică, după ce indivizii auparcurs un întreg ciclu de dezvoltare

- mortalitate ecologică datorită presiuniifactorilor de mediu (competiţie,

prădătorism, parazitism, boli, etc) Longevitate: - potenţială, fiziologică – în condiţiioptime de existenţă, indiviziimurind din cauza senescenţei

- realizată, ecologică – indiviziimurind înainte de senescenţă dincauza presiunii mediului



Coeficientul de creştere numerică a populaţiei( q ), rata de creştere numerică ( R q ) ( spor natural )

- n – m într-un interval de timp- R n – R m

Mărimea coeficientului de creştere numericăexprimă perspectivele evolutive ale populaţiei n > m n – m = q > 0 populaţie în

creştere numerică

n < m n – m = q < 0 populaţie înscădere numerică

n = m n – m = q = 0 populaţie staţionară



Toate consideraţiile cantitative împrumutate dindemografie sunt doar orientative, pentru că deobicei nu se poate stabili cu exactitate valorile

natalităţii şi ale mortalităţii. Valorile se aproximează prin metode indirecte,

stabilind numărul de supravieţuitori; astfel rata

de creştere numerică este aproximativă.



În populaţiile naturale (intrări şi ieşiri) de indivizi, încalculul ratei de creştere numerică a populaţiei:

- coeficientul de imigrare- coeficientul de emigrare

Teoretic – imigrarea creşterea numărului deindivizi

Succesul imigranţilor depinde de:

- adaptabilitatea imigranţilor la noul mediu



indivizi de Helix pomatia introduşi în arealulunei alte populaţii

Imigranţii, neputându-şi găsi ascunzişuri, aufost eliminaţi de prădători



Efectivul populaţiei

natalitate

imigrare

mortalitate

emigrare

Nt+1

= Nt+ (n

t→t +1+ I)

– (m

t→t +1+ E)



Densitatea – număr de indivizi / unitate desuprafaţă sau volum

- în populaţiilor naturale foarte mari

Calcularea efectivului populaţiilor – simplu de explicat matematic- complicat în natură din cauza

heterogenităţii populaţiilor

Indivizii diferitelor populaţii (specii) au cicluri de viaţă de complexitate foarte diferită

C l (1954) ii l



Cole (1954) – specii: - semelpare- iteropare

Speciile semelpare - semel – o dată; parito – a naşte

- se reproduc o singură dată în ciclullor vital;

- orice mecanism de reproducere:

fisiune (bacterii, alge unicelulare),sporulaţie, producere de ouă, seminţesau pui;



- interval diferit la care se reproduc:- tot la 20 minute la bacterii

- câteva ore la specii de protozoare- câteva zile, săptămâni sau luni launele specii de insecte

- anual – plante şi animale anuale ( majoritatea speciilor semelpare )

- la unele specii – reproducerea după un

număr de ani de maturaţie:- 2 sau mai mulţi la somonul dinOceanul Pacific ( Oncorhynchus sp. )

Ephemera vulgata

Oncorhynchus sp. )



- circa 4 ani la Agave sp.

- 17 ani la Magicicada septendecim

- număr potenţial de descendenţi – 2 -fisiune binare miliarde – spori deCalvatia gigantea

Agave sp.

Magicicada septendecim Calvatia gigantea



Categorii de specii semelpare:

- specii cu generaţii discrete

(generaţii distincte, care nu sesuprapun, se suprapun doarprimele stadii din generaţia

nouă cu stadiile finale alegeneraţiei precedente)

Ex. specii de animale şi planteanuale

- germinează, înfloreşte şimoare într-un an

Caz general

O

Adulţi

Adulţi

natalitate

Pisum sativum - flori



- specii cu generaţii care sesuprapun; în aceeaşi perioadă

de timp se întâlnesc atât adulţimaturi reproducători, cât şijuvenili incapabili de

reproducere.Ex. speciile bianuale- în primul an se formează structuri vegetative (rădăcină, tulpină,

frunze)

- peste iarnă tulpina rămâne foarte scurtă şi frunzele formează orozetă aproape de sol

- În primăvara şi vara următoare, tulpina creşte, produce flori, fructeşi seminţe; apoi moare

Petroselinum crispum )



O

Adulţi

juvenili

natalitate

P

Adulţi

O

juvenili

Adulţi

natalitate

P

juvenili

to

t1

t2



- specii cu reproducere continuă.Indivizii se reproduc tot o singură

dată pe an, dar nu au un anumitsezon de reproducere.

Ex. – mai rar la plante; dintre animale

observat la specii de Octopus (cefalopode), ce trăiesc în apele Indo-Pacifice unde condiţiile de viaţă sunt

favorabile tot timpul anului, facândposibilă reproducerea.



Specii iteropare:

- itero – repetat; parito – a naşte - se reproduc de mai multe ori întimpul vieţii;

- perioada de maturaţie care precedeproducerea de descendenţi variază:

- câteva zile la unii crustacei mici

- peste 100 de ani la Sequoia



- după prima reproducere, celelalte serealizează la intervale diferite de timp:

- zilnic – la unele specii deCestode- de două ori pe an - anual- neregulat, la om.

- numărul descendenţilor:- 1- 2 (om, bovine, cai, etc)- mii (specii de peşti,

cestode, sp. de copaci)



Categorii de specii iteropare:

- sezon specific de reproducere,generaţiile se suprapun; ex. majoritatea speciilor de vertebrate

(păsări şi mamifere) din reg.temperate;

- reproducere continuă tot timpul anului

ex. specia umană, specii cultivate pemedii artificiale, unele specii

parazite.



a0 a1 a2 a4 a3 an

a0 a1 a2 a4 a3 an

a0 a1 a2 a4 a3 an

t0

t1

t3

natalitate

natalitate

natalitate



Avantajul uneia sau alteia din strategii trebuieprivit prin prisma relaţiei dintre fecunditate şiprobabilitatea de supravieţuire.

În zone cu climat arid, zone de deşert numeroase specii de plante trăiesc unsingur sezon şi alocă toată energia pentruun singur episod de reproducere semelpare

(excepţii la agave şi somon – în timpuldezvoltării stochează nutrienţi energiepentru reproducere).



În zonele tropicale, umede, undecompetiţia şi prădătorismul fac dificilă

existenţa plantulelor şi unde plantele adultepot trăi o perioadă mai lungă de timp (înare cheltuiesc resurse pentru supravieţuire)

majoritatea speciilor sunt iteropare.



Tabele de viaţă (Life table, Lebenstafel)2 tipuri:

1. dinamice, orizontale, de cohortă (grup de indivizi care senasc în acelaşi interval detimp) – urmăresc soarta

unei cohorte de indivizi de lanaştere până laextincţie

- specii: - cu generaţii care se

suprapun- specii anuale, fiecareindivid se

urmăreşte în cursul

ciclului său anual



Plantele – obiecte de studiu ideale

- sunt sesile, pot fi înregistrate

- se poate urmări cu precizie soartaindivizilor şi capacitatea lorreproductivă



Tabel de viaţă la o cohortă de 530 popândăi (Sciurus

carolinensis ) (Smith şi Smith, 2006)

x nx lx dx qx

0 530 1.0 371 0.7

1 159 0.3 79 0.5

2 80 0.15 32 0.4

3 48 0.09 27 0.55

4 21 0.04 16 0.75

5 5 0.01 5 1

x – vârsta, stadiulnx – nr. de indivizi din fiecare

clasă de vârstă lx – proporţia de supravieţuitori

faţă de cohorta iniţială

lx = 1000 sau 1

dx – mortalitatea pentru fiecareclasă de vârstă în intervalulx→ x +1

dx = nx − nx + 1q x – rata mortalităţii,

probabilitatea indivizilor dintr-o anumită clasă de vârstă de amuri într-un interval de timp

0n

nl x x

x

x x

n

d q



Indivizii - capacitate de supravieţuire

- rată de mortalitate Durata aşteptată de viaţă ( life expectancy ) –

numărul mediu de ani pe care un individ de oanumită vârstă ne aşteptăm să-l parcurgă de lanaştere



2. statice, verticale – se bazează peestimarea structurii de vârstă a unei

populaţii la un moment dat (într-operioadă scurtă de timp); - 2 condiţii: - probele să surprindă

fiecare clasă de vârstăproporţional cu numărullor în populaţie

- R m ( respectiv R n ) pentru

vârsta respectivă să fieconstante pe perioada detimp considerată.



Alcătuirea tabelelor de viaţă permite alcătuireacurbelor de supravieţuire, prin reprezentarea

grafică a capacităţii de supravieţuire (lx ).Pearl: tipul I – capacitate mare de supravieţuire

- organismele îşi realizează

longevitatea fiziologică - mortalitatea din cauza vârstei

tipul II – rata constantă de mortalitate

- mediul influenţează populaţiaindiferent de vârstă

convexă

diagonală

lx

x

- tipul III – mortalitate juvenilă ridicată



tipul III mortalitate juvenilă ridicată influenţată de factori demediu (incapacitatea juvenililor

de a-şi procura hrana, de a evitaduşmanii, imunitate mai scăzută laboli)

- ulterior rata mortalităţii scade

- curbe idealizate - mai frecvent – situaţii intermediare - mortalitate juvenilă ridicată - perioada adultă cu mortalitateconstantă

- la bătrâneţe mortalitatea crescutădin nou

concavă

Documents

1 Populaţia caracteristici final 1