ECOLOGIE

ECOLOGIE POPULATIAPopulaia reprezint totalitatea indivizilor din aceeai specie, care triesc pe un teritoriu bine delimitat si este treapta cea mai simpla de organizare a sistemelor vii supraindividual ( ex: merii dintr-o plantatie).

tiina care studiaz relaiile i procesele ecologice la nivelul populaiilor unei specii, precum i relaiile dintre populaie i factorii de mediu abiogeni i biogeni se numeste demecologia= ecologia populaiilor [gr. demos = popor, mulime, populaie; logos = tiin].

Populaia se caracterizeaza prin:

efectivul populaiei : nr total de indivizi ai unei populaii la un moment dat;

densitatea : nr total de indivizi raportat la unitatea de suprafa sau volum;

distribuia n spaiu este de trei tipuri:

uniform indivizii sunt distribuii aproximativ egal,

grupat- indivizii sunt distribuii ct condiiile de mediu sunt favorabile,

ntmpltoare- indivizii sunt distribuii aleatoriu.

structura pe vrste:

prereproductoare,

reproductoare,

postreproductoare,

structura genetic:

dac sunt mai multi indivizi de gen feminin populaia crete.

dac sunt mai multi indivizi de gen masculin populaia scade.

daca nr. este egal, populaia este constant.

Clasificarea populatiilor

Dup extinderea i delimitarea biocenotic se deosebesc 3 tipuri de populaii :

1. populaii geografice - cuprind indivizi care locuiesc ntr-o arie geografic delimitat i unitar sub aspectul condiiilor de existen, dar eterogen din punct de vedere sinecologic.

2. populaii ecologice sau cenotice (cenopopulaii) - sunt alctuite din indivizi care formeaz populaii de biotop, adic care aparin unei singure biocenoze. n acest caz configuraia genetic i ecologic este proprie.

3. populaiile elementare - acele pri ale populaiei ecologice care sunt legate de anumite microbiotopuri.

Studiul populaiilor se studiaz dup modelul demografiei umane din 3 puncte de vedere: static, structural i dinamic.Statica populaiei

Reprezint descrierea formal, cantitativ a unei populaii indiferent de specia creia ii aparine. Din aceast cauz parametrii statici permit compararea populaiilor unor specii aflate pe trepte evolutive diferite (populaia de insecte cu populaie de pesti). O serie de parametrii sunt utilizai.

Efectivul (N)

Numrul de indivizi sau biomasa (alge, bacterii, organisme unicelulare), i reprezint cantitatea total de materie vie sub form de indivizi existent la un moment dat n populaie (numr de berze din bazinul Criurilor). Se poate determina prin recensmnt sau estimare.

Densitatea

Efectivul raportat la unitatea de spaiu, suprafaa sau volum. Unitatea de suprafa difer n funcie de talia speciilor (mamifere hectare, nevertebrate m2, la peti ha luciu de ap). Determinarea densitii are importan ecologic deosebit deoarece exprim gradul de incrcare al biotopului este o msur a capacitii biotopului de a suporta o anumit cantitate de biomas (resursele pe care le consum indivizii).

Natalitatea i rata natalitii

Natalitatea reprezint numrul de indivizi nou aprui pe unitatea de timp prin diviziune, eclozare, germinaie sau natere. Natalitatea poate avea valori pozitive sau nule.

Natalitatea poate fi:

absolut reprezint numrul de indivizi ce pot fi produi de o populaie n condiii optime de existen;

ecologic reprezint numrul efectiv de indivizi produi de o populaie n condiii concrete de existen.

Rata natalitii reprezint raportul dintre natalitate i numrul total de indivizi dintr-o populaie sau cifra etalon.

Rn=n/N

Factorii ecologici pot limita potenialul biotc al speciei. Pentru a evita acest fapt, unele specii au strategii de supravieuire care constau n apariia urmailor ntr-un interval de timp ndelungat n mod ealonat dei ponta sau forma de rezisten a fost depus la un moment dat. Prin aceast strategie (strategie de evitare a riscurilor) se asigura supravieuirea unui numr de urmai din totalitatea celor eclozai i anume a acelora care au aprut atunci cnd condiiile de existen au fost favorabile vieii.

Mortalitatea i rata mortalitii

Mortalitatea - reprezint eliminarea indivizilor din populaie fie prin moarte fiziologic, fie datorit bolilor duntorilor, prdtorilor sau altor factori. n funcie de mortalitate se stabilete longevitatea unei specii. Acesta poate fi fiziologic cnd exprim durata ciclului de dezvoltare a individului unei specii, sau ecologic, aceasta reprezint longevitatea medie realizat n condiii concrete de existen.

Rata mortalitii e raportul dintre indivizii disprui ntr-un interval de timp i efectivul total al populaiei sau o cifra etalon:

Rm=m/N

nregistrrile cu privire la dispariia indivizilor prin moarte pot fi prezentate ntr-un tabel de mortalitate. Pentru aceasta se utilizeaz noiunea de cohort i generatie. Cohorta = totalitatea indivizilor unei populaii care triesc ntr-un interval de timp acelai eveniment (naterea, atingerea diferitelor stadii de dezvoltare sau moartea indivizilor). Generaia = o cohort de tip special pentru care evenimentul comun l reprezint naterea relativ sincron a indivizilor.

Rata intrinsec a creterii populaiei (rm)

Reprezint rata maxim de cretere a populaiei atunci cnd ea i desfoar activitatea ntr-un mediu n care resursele se menin la valori optime. Speciile concurente sau prdtoare sunt excluse, iar valorile factorilor abiotici se menin n jurul optimului. n aceasta condiie rata intrinsec de cretere a populaiei se modific dac:

se modific vrsta la care are loc prima reproducere,

se modific mrimea pontei,

se modific numrul de reproduceri pe ciclu de dezvoltare.

Structura populatiei

Indivizii biologici datorit polimorfismului lor genetic determin ca populaiile din care fac parte s fie structurate pe vrste, sexe i n spaiu.

Structura pe vrste

Se exprim prin proporia n care sunt reprezentate diferite grupe sau clase de vrste fa de efectivul total al populaiei. Din punct de vedere fiziologic viaa unui organism poate fi mprit n mai multe etape sau vrste care difer ntre ele prin anumite caracteristici. Din punct de vedere ecologic se iau n considerare 3 categorii de vrste:

vrsta prereproductiva (juvenil). Dureaz de la formarea zigotului din care se formeaz individul i pn la prima reproducere ( fr s o includ).

vrsta reproductiva (de maturitate). De la prima reproducere pn cnd este posibil sau nevoie de ultima.

vrsta postreproductiva (senescent). Dup ultima reproducere pn la moarte. Exit unele nevertebrate, organisme unicelulare care nu prezint aceasta etap.

n raport cu clasele de vrsta, procesele metabolice caracteristice fiecarei clase determin o sensibilitate diferit la factorii de mediu, fapt care face necesar stabilirea acestor clase de vrsta. Durata claselor de vrsta difer n funcie de durata ciclului de viaa al speciei. Durata postreproductiv e n general mai scurt decat cea prereproductiv. Dac durata de maturitate sexual este lung, indivizii sunt longevivi i ajung la vrsta senescent, atunci generaiile se suprapun. n acest caz populaia are o structura pe vrste care este caracterizat prin proporiile n care sunt reprezentate diferitele perioade de dezvoltare a indivizilor n cadrul populaiei.

Structura pe vrste se poate determina numai pentru un moment dat. Modalitatea de determinare a vrstei indivizilor se face de obicei prin metode indirecte specifica fiecarei specii sau grup. Exemplu : lamelibranhiate dup condili sau inele de cretere ; la iepure dup greutatea cristalinului.

Structura pe sexe (sex ratio)

Difer mult de la o populaie la alta, putnd s varieze de la un raport dintre mascul i femele apropiat de 1 (populaia umana, vrbii) sau un raport aflat n favoarea unuia sau altuia dintre sexe (crustacee mici, cladocere, Daphnia predomina femelele).

Dup predominana unuia dintre sexe:

o distribuia egal

o predominana sexului masculin (mai rar)

o predominana indivizilor de sex feminin (afidele)

Distibuia spaial

Indivizii populaiei prezint n habitatul lor o distribuie caracteristic n funcie de la o specie la alta. Modul de distribuie e n strns corelaie cu limitele de toleran pe care le au indivizii fa de factorii abiotici, cu interaciunile acestora cu alte grupe de organisme i cu comportamentul lor. Distribuia spaial influeneaz densitatea populaiei, cunoaterea sa fiind important pentru descrierea mrimii i dinamicii populaiei.

Distribuia uniform. Se caracterizeaz prin existena unor distane aproximativ egale ntre indivizi. Se poate ntlni n acele medii care satisfac cerinele speciilor n orice punct n aceeai msur. Se ntlnete rar n natur, poate aprea ca rezultat al competiiei pentru hran i spaiu. De exemplu : arborii dintr-o pdure matur se distribuie la distane aproximativ egale datorit comportamentului uniform fa de factorul lumin care duce la o concurena ntre indivizi, avnd ca rezultat meninerea unei distane egale ntre acetia. n cazul populaiilor animale o astfel de distribuie se ntlnete la speciile care au comportament de teritorialitate. Teritoriul unui individ sau grup avnd o suprafa egal cu teritoriul altui individ din aceeai specie.

Distribuia intmpltoare. Se caracterizeaz printr-o aranjare neuniforma a indivizilor unei populaii n habitat. La speciile care triesc n medii omogene, dar care nu au tendine de teritorialitate i nici gregare. De exemplu : paianjen, insecte galicole, protozoare.

Distribuia aglomerat (grupat, contagioasa). Este cea mai rspndita n natura. Indivizii sunt repartizai n habitat n grupuri de mrimi diferite, grupuri dispuse uniform sau la ntmplare. De exemplu: afidele. Distribuia grupat e determinat de comportamentul gregar al indivizilor care caut s triasc n apropierea semenilor lor i e determinat i de variabilitatea condiiilor de biotop, indivizii fiind atrai de acele locuri unde condiiile de via sunt optime.

Comportamentul teritorial i ierarhia social

Comportamentul teritorial e specific lumii animale i se poate manifesta permanent (exemplu : la felinele mari) sau poate fi temporar la multe specii de psri. Teritoriile reprezint segmente de spaiu ocupate fie de un individ, de o pereche sau de un grup de indivizi i care e aprat mpotriva altor indivizi din aceeai specie.

Teritoriul rezult ca urmare a scindrii spaiului n segmente individuale mai mici datorit tendinei de izolare i intoleran manifestate de indivizii unei specii. Teritoriul cuprinde dou diviziuni :

domeniul reprezint spaiul vizitat de un individ n mod cotidian pentru a-i asigura hrana;

spaiul vital reprezint ntreg spaiul de desfurare a vietii din momentul naterii i pn la moarte, e mai mare decat domeniul.

Diferitele tipuri de teritorii se clasific n funcie de rolul pe care l ndeplinesc. De exemplu : multe specii de psri marine i apr ariile de cuibrit i zonele adiacente acestora. Totalitatea acestor zone reprezint teritoriul de cuibrit. Unele psri i mamifere i apra teritoriile pe suprafaa crora are loc mperecherea, suprafaa care reprezint teritoriul de mperechere. Cel mai rspndit tip de teritoriu aprat e teritoriul de hrnire de pe suprafaa cruia indivizii speciei i asigura sursa de hran.

Pentru ca instinctul de teritorialitate s apar i s se manifeste e necesar ca resursele mediului s fie limitate i s poat fi aprate. n general resursele de hran nu pot fi aprate mai ales n cazul prdtorilor care consum prada n momentul cnd o prind. ns spaiul pe care poate fi gsit hrana se poate apra cu cheltuirea unor resurse energetice din partea indivizilor. n unele cazuri nici spaiul pe care exist hrana nu e uor de aprat, n special cnd aceasta e n cantitate mic i are o mobilitate mare. n acest ultim caz nu se dezvolt instinctul de teritorialitate privind hrnirea, deoarece cheltuiala energetic pentru dominarea teritoriului e prea mare n raport cu cantitatea de hran care poate fi obinut de pe acel teritoriu.

Ierarhizarea indivizilor ntr-o populaie poate mbrca forme foarte diferite. Ca urmare a ierarhiei apare o scar de dominante a indivizilor, care are rol n influenarea att a fiecarui individ n parte ct i a ntregii populaii.

Heterogenitatea populaiei

Pe arealul unei specii sau n cadrul diferitelor populaii componente indivizii nu sunt identici, ei difer prin dimensiune, colorit, biomas, vrst, grad de prolificitate, etc. Diferenierea sexelor reprezint un alt caracter esenial care mrete gradul de heterogenitate. Heterogenitatea e un parametru important n meninerea coeziunii unei populaii n raport cu condiiile concrete de existent. n interiorul arealului pe care l ocup o specie are populaii distribuite ntr-un numr variabil de habitate locale condiionate de factorii mediului nconjurtor.

Dinamica populaiilor

Dinamica populaiilor reprezint variaiile numerice anuale ale unei populaii. n decursul unui an populaia sufer variaii numerice trecnd prin faze de cretere i declin numeric. Din punct de vedere teoretic creterea e exponenial. n realitate ns, creterea e exponenial doar la inceput dup care se nregistreaz variaii de diferite tipuri.

Strategii demografice n lumea animal s-a constatat ca exist dou tipuri de strategii demografice: strategia r i strategia k.

Strategia r: const n stimularea capacitatii reproductive, crescnd rata natalitii, dar i a mortalitii. n acest caz se nasc muli indivizi, dar o mare parte din acestia mor nainte de a atinge vrsta reproductiv i astfel nu contribuie la reproducerea speciei. Ca urmare populaia are un efectiv variabil n timp, situat de obicei sub capacitatea de suport a mediului, iar competiia intra i interspecific e foarte variabil.

Strategia k: limiteaz reproducerea, ducnd la scderea natalitii i mortalitii. Chiar dac se nasc puini indivizi, prin faptul c supravieuiesc n numr mare se asigur un numr suficient de indivizi pentru asigurarea perpeturii speciei. n cazul acestei strategii asigurarea numeric a populaiei se realizeaz prin ngrijirea i aprarea juvenililor de ctre prini. Ca urmare populaia are un efectiv aproape constant i apropiat de capacitata de suport a mediului.

Exist specii care au strategii demografice deosebite care nu se ncadreaz n una sau alta dintre strategiile amintite i anume ele adopt diferite strategii n funcie de condiiile de mediu. De exemplu : n lacurile cu ap srata, unele specii de peti adopt strategia de tip r deoarece condiiitle de via sunt mai puin stabile. n lacurile cu ap dulce, cu condiii stabile se adopta strategia de tip k. n cursul evoluiei fiecare specie are n bagajul sau ereditar ambele strategii, iar adoptarea uneia sau alteia dintre acestea depinde de disponibilitatea resurselor trofice din primele stadii de via.