Основно съдържание
Курс: Биологична библиотека > Раздел 28
Урок 2: Въведение в популационната екологияТаблици на живота, оцеляване, полов и възрастов състав
Инструменти, които еколозите използват, за да опишат настоящето състояние на една популация и да предвидят бъдещия ѝ растеж.
Основни идеи
- За да предскажат дали една популация ще расте или ще се смалява, еколозите трябва да знаят процента на раждаемост и смъртност за организмите в различна възраст, както и текущият възрастов и полов състав на популацията.
- Таблиците за продължителност на живота обобщават процентите на раждаемост и смъртност за организми на различни етапи от техния живот.
- Криви на оцеляване са графики, които показват каква част от индивидите в една популация оцеляват до дадена възраст.
- Пирамида на възрастта и пола е "моментна снимка" на популацията в даден момент, показваща как нейните членове се разпределят по категориите за възраст и пол.
Въведение
Правителствата по света поддържат регистри за процентите на човешката раждаемост и смъртност - не само за общото население на дадена страна, но и за специфични групи в нея, разпределени по пол и възраст. Често тези данни са подредени в обобщаващи таблици, наречени таблици за продължителност на живота. Застрахователните компании използват доста често тези таблици, като взимат вероятността за смърт на дадена възраст и я използват за да изчислят застрахователните тарифи, които статистически им гарантират печалба.
Еколозите често събират подобна информация за видовете, които изучават, но те не го правят, за да максимизират печалби! Те го правят, за да получат знания и, често, за да помогнат за защитата на видовете. Например еколозите, които са загрижени за застрашената червена панда, може да следят група червени панди от раждането до смъртта им. Всяка година те записват колко панди са оцелели и колко малки са били родени. От тези данни те могат да разберат по-добре жизнената история или типичните модели за оцеляване и размножаване на тяхната група червени панди.
Каква е ползата от жизнената история? В някои случаи еколозите са просто искрено любопитни относно това как организмите живеят, размножават се и умират. Но има също и практическа причина да се събират данни за жизнената история. Чрез комбиниране на процентите на раждаемост и смъртност с "моментна снимка" на настоящата численост на популацията – колко стари и млади индивиди има и дали са мъжки или женски – еколозите могат да прогнозират как вероятно ще расте или намалява популацията в бъдеще. Това е особено важно за застрашен вид като червените панди в нашия пример.
Таблици за продължителността на живота
Една таблица за продължителността на живота е въпрос на живот и смърт за дадена популация - буквално! Тя обобщава вероятността организмите в една популация да живеят, умират и/или се размножават на различни етапи от техния живот.
Нека първо да разгледаме една основна таблица за живота, която показва само процента на оцеляване — вместо оцеляване и размножаване. По-точно ще се фокусираме върху животното по-долу: планинската овца Дал, дива овца от северозападната част на Северна Америка.
Тази таблица има интересна история – данните в нея са събрани по един доста странен начин. Един еколог на име Олаус Мюри обикалял пеша из Националния парк Маккинли в Аляска в продължение на няколко години през 30-те и 40-те години на миналия век. Всеки път, когато намирал череп на мъртва планинска овца, той измервал рогата ѝ, за да изчисли на колко години трябва да е била, когато е умряла
По-долу е показана таблицата, базирана на събраните от Мюри данни за намерените от него черепи. За да бъде по-лесна за четене, таблицата е стандартизирана за популация от 1000 овце. Разглеждайки таблицата, ние можем да си представим какво ще се случи, средно, на тези 1000 овце – по-точно колко ще оцелеят или умрат във всяка възрастова група.
Да разгледаме заедно първия ред на таблицата. Тук виждаме, че от 1000 родени овце всички достигат възраст нула. От тези овце 54 ще умрат преди да достигнат до възраст от 0,5 години. Това прави процент на смърт или смъртност от 54/1000 или 0,054, както е записано в крайната дясна колона.
| Възрастов интервал в години | Брой оцелели в началото на времевия интервал от 1000 родени | Брой умиращи във времевия интервал от 1000 родени | Възрастово-специфична степен на смъртност – част от индивидите, живи в началото на интервала, които умират през този интервал |
|---|---|---|---|
| 0–0,5 | 1000 | 54 | 0,054 |
| 0,5–1 | 946 | 145 | 0,1533 |
| 1–2 | 801 | 12 | 0.015 |
| 2–3 | 789 | 13 | 0,0165 |
| 3–4 | 776 | 12 | 0,0155 |
| 4–5 | 764 | 30 | 0,0393 |
| 5–6 | 734 | 46 | 0,0627 |
| 6–7 | 688 | 48 | 0,0698 |
| 7–8 | 640 | 69 | 0,1078 |
| 8–9 | 571 | 132 | 0,2312 |
| 9–10 | 439 | 187 | 0,426 |
| 10–11 | 252 | 156 | 0,619 |
| 11–12 | 96 | 90 | 0,9375 |
| 12–13 | 6 | 3 | 0,5 |
| 13–14 | 3 | 3 | 1 |
Таблица, адаптирана от Edward S. Deevey
Като разглеждаме таблицата на живота, можем да видим кога овцете имат най-голям риск от смърт. Един високорисков период е между 0,5 и 1 година; това съответства на факта, че в много ранна възраст овцете са лесна плячка за хищниците и са застрашени от смърт поради студа. Друг период, когато смъртността е висока, започва около възраст от осем години. Тогава овцете умират от старост.
Това е сравнително проста таблица на живота; тя показва само степента на оцеляване, не степента на възпроизвеждане. Много таблици на живота показват и оцеляването, и възпроизвеждането. Ако добавим възпроизвеждането към тази таблица, ще имаме още една колона, описваща средния брой агнета, родени на овца във всеки възрастов интервал.
Криви на оцеляване
Подобна таблица на живота не е лесна за използване. За предпочитане е всички тези данни за оцеляване да се представят като графика — тоест като крива на оцеляване.
Кривата на оцеляване показва каква част от дадена начална група е все още жива на всяка следваща възраст. По-долу е показана кривата на оцеляване на планинските овце Дал:
Графиката ни показва ясно, че има малък спад на оцеляването на овцете в ранна възраст, но повечето овце умират сравнително късно през живота.
Различните биологични видове имат различни по форма криви на оцеляване. По принцип можем да разделим кривите на оцеляване на три вида въз основа на формата им:
- Тип I. За човека и за повечето примати е характерна крива на оцеляване тип I. При тази крива организмите е малко вероятно да умрат в ранна и средна възраст, и е най-вероятно да умрат, когато станат възрастни. Биологичните видове с криви на оцеляване от тип I обикновено имат малък брой деца и полагат големи родителски грижи, за да гарантират, че тези деца ще оцелеят.
- Тип II. За много видове птици е характерна крива на оцеляване тип II. При нея организмите умират почти еднакво във всеки възрастов интервал. Организми с този тип крива на оцеляване също може да имат относително малко деца и да полагат значителни родителски грижи.
- Тип III. Дървета, морски безгръбначни и повечето риби имат тип III крива на оцеляване. При нея много малко организми оцеляват през по-младите си години. Обаче щастливците, които успеят да останат живи през младостта, е вероятно да имат доста дълъг живот след това. Видове с този тип крива обикновено имат много деца наведнъж — като едно дърво, което изхвърля хиляди семена — но не полага много грижи за поколението.
Структура на популацията по възраст и пол
Как можем да използваме процента на раждаемост и смъртност от таблица на живота, за да предскажем дали популацията ще расте или ще намалее? За да направим това ефективно, ни трябва "моментна снимка" на популацията в нейното сегашно състояние.
Например, да предположим, че имаме две популации от мечки: една съставена предимно от млади женски мечки в репродуктивна възраст и една съставена предимно от мъжки мечки, преминали техните репродуктивни години. Дори ако тези популации са със един и същ размер и имат еднаква таблица на живот — имат еднакви проценти на размножаване и оцеляване за дадена възраст — двете популации вероятно ще следват различни пътища.
- Първата популация е вероятно да нарасне, защото има много мечки, които са в репродуктивна възраст, и вероятно ще се родят много мечета.
- Втората популация е вероятно да намалее, защото има много мечки, които са близо до смъртта и вече не могат да се размножават.
Така че е много важно какви индивиди формират в момента дадената популация, когато прогнозираме нейния бъдещ прираст! Информацията за структурата на популацията по показателите възраст и пол често се визуализира във вид на пирамида на популацията. Върху оста X се нанася дела на индивидите в популацията във всяка категория, като мъжките индивиди са отляво, а женските индивиди отдясно. Върху оста У се нанасят възрастовите групи от раждането до старостта.
Често пирамиди на популацията се използват и за човешки популации. Специфични форми на тези пирамиди показват дали конкретната човешка популация е растяща, стабилна или намаляваща, както е показано по-долу.
- Държави с бърз растеж на населението имат диаграми за възрастова структура с остра пирамидна форма. При тях е висок делът на младите хора, много от които са в репродуктивна възраст или скоро ще бъдат. Този модел често се наблюдава за държави, които са икономически по-малко развити, а продължителността на живота е по-ниска поради ограничен достъп до медицинска помощ и други ресурси.
- За държави с бавен растеж, включително икономически по-развити страни като САЩ, все още имат възрастова структура с пирамидна форма. Обаче пирамидата не е толкова остра, което означава, че в сравнение с развиващите се страни има по-малко млади хора в репродуктивна възраст и повече стари хора.
- Други развити страни, като Италия, имат нулев растеж на населението. Възрастовата структура на тези популации има форма на купол или силоз, с много по-голям процент на хора на средна възраст и стари хора, отколкото в предходния пример за бавен растеж.
- И накрая, някои развити страни всъщност имат намаляващи популации. Такъв е случаят с Япония
Основните принципи, наблюдавани в тези примери, са верни за много популации в природата. Висок дял млади и репродуктивно годни индивиди означава, че е вероятно популацията да нарасне. Висок дял индивиди след репродуктивна възраст означава, че популацията е вероятно да намалее.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.