ძირითადი მასალა
კურსი: ბიოლოგია > თემა 23
გაკვეთილი 2: შესავალი პოპულაციურ ეკოლოგიაში- პოპულაციის რიცხოვნობა, სიმჭიდროვე & განაწილება
- სიცოცხლის ხანგრძლივობის ცხრილები, გადარჩენადობა & ასაკობრივ-სქესობრივი სტრუქტურა
- სიცოცხლის ისტორიის სტრატეგიები და ნაყოფიერება
- სიცოცხლის ისტორიის სტრატეგიები
- პოპულაციური ეკოლოგია
© 2024 Khan Academyგამოყენების პირობებიკონფიდენციალურობის პოლიტიკაშენიშვნა ქუქი-ჩანაწერებზე
პოპულაციის რიცხოვნობა, სიმჭიდროვე & განაწილება
რა არის ეკოლოგიური პოპულაცია. როგორ განსაზღვრავენ და ზომავენ მეცნიერები პოპულაციის რიცხოვნობას, სიმჭიდროვესა და სივრცეში განაწილებას.
საკვანძო საკითხები
- პოპულაცია შედგება მოცემული სახეობის ყველა ორგანიზმისგან, რომლებიც გარკვეულ არეალში ბინადრობენ.
- პოპულაციების სტატისტიკისა და დროთა განმავლობაში მათი ცვლილების შემსწავლელ დარგს დემოგრაფია ეწოდება.
- პოპულაციის ორი მნიშვნელოვანი საზომია პოპულაციის რიცხოვნობა, ანუ, ინდივიდების რაოდენობა, და პოპულაციის სიმჭიდროვე, ანუ, ინდივიდების საშუალო რაოდენობა ფართობის ან მოცულობის ერთ ერთეულზე.
- ეკოლოგები პოპულაციების რიცხოვნობასა და სიმჭიდროვეს მიახლოებით ანგარიშობენ კვადრატებისა (სასინჯი არეებისა) და მარკირება-დაჭერის მეთოდის გამოყენებით.
- პოპულაციაში შემავალი ორგანიზმები შეიძლება, განაწილებულნი იყვნენ თანაბარდაშორებულად, გაფანტულად ან ჯგუფურად. თანაბარდაშორებულობა ნიშნავს, რომ პოპულაცია თანაბრადაა განაწილებული საარსებო სივრცეში, გაფანტულობა გულისხმობს სივრცეების შემთხვევით, არაკანონზომიერ ათვისებას, ხოლო ჯგუფური განაწილება ნიშნავს, რომ პოპულაცია კლასტერებად, ჯგუფებადაა განაწილებული.
რა არის პოპულაცია?
ყოველდღიურ ცხოვრებაში „პოპულაცია“, იგივე „მოსახლეობა“, გვგონია რაოდენობა იმ ადამიანებისა, რომლებიც ცალკეულ ადგილას ცხოვრობენ — ნიუ-იორკის პოპულაცია 8,6 მილიონია.
ეკოლოგიაში პოპულაცია მოცემულ არეალში მცხოვრები ცალკეული სახეობის ყველა ორგანიზმისგან შედგება. მაგალითად, შეგვიძლია, ვთქვათ, რომ ადამიანთა ერთი პოპულაცია ცხოვრობს ნიუ-იორკში, რომელიმე სხვა კი — სოფელ გროსში. ამ პოპულაციების აღწერა შეგვიძლია როგორც მათი რიცხოვნობის (რასაც, როგორც წესი, ვგულისხმობთ ხოლმე, როდესაც ქალაქების მოსახლეობაზე ვსაუბრობთ), ისე სიმჭიდროვისა (თუ რამდენი ადამიანი მოდის ფართობის ერთ ერთეულზე) და განაწილების (თუ რამდენად შეჯგუფებულები ან ვრცლად განფენილები არიან ადამიანები) მიხედვით.
დემოგრაფია: პოპულაციებისა და მათი ცვლილებების აღწერა
ხშირ შემთხვევაში ეკოლოგები არ შეისწავლიან ქალაქებში მცხოვრებ ხალხს. ნაცვლად ამისა, ისინი შეისწავლიან სხვადასხვა ტიპის მცენარეების, ცხოველების, სოკოებისა და ზოგჯერ ბაქტერიების პოპულაციებს. ნებისმიერი პოპულაციის, იქნება ეს ადამიანებისა თუ სხვა, სტატისტიკურ შესწავლას დემოგრაფია ეწოდება.
რატომ არის დემოგრაფია მნიშვნელოვანი? პოპულაციების რაოდენობა და სტრუქტურა (მაგ., ასაკობრივი და სქესობრივი განაწილება) სხვადასხვა მიზეზის გამო იცვლება. ამ ცვლილებებმა შესაძლოა, გავლენა იქონიოს იმაზე, თუ როგორ ურთიერთქმედებს პოპულაცია მის ფიზიკურ გარემოსა და სხვა სახეობებთან.
პოპულაციებისთვის თვალყურის დევნებით ეკოლოგებს შეუძლიათ, იხილონ, თუ როგორ იცვლებიან ეს პოპულაციები, და განსაზღვრონ, როგორ შეიცვლებიან ისინი მომავალში. პოპულაციების რიცხოვნობისა და სტრუქტურის ცვლილების მონიტორინგი ეკოლოგებს მათ მართვაში ეხმარება — მაგალითად, იმის ჩვენებით, თუ რამდენად ეხმარება ბუნების დაცვის მცდელობები გადაშენების საფრთხის პირას მყოფ სახეობებს რაოდენობის მომატებაში.
ამ სტატიაში ჩვენს დემოგრაფიულ მოგზაურობას პოპულაციის რიცხოვნობის, სიმჭიდროვისა და განაწილების კონცეფციების განხილვით დავიწყებთ. აგრეთვე გამოვიკვლევთ ზოგიერთ მეთოდს, რომლებსაც ეკოლოგები იყენებენ ბუნებაში არსებული პოპულაციების ამ მნიშვნელობების განსასაზღვრად.
პოპულაციის რიცხოვნობა და სიმჭიდროვე
პოპულაციის დემოგრაფიის შესასწავლად რამდენიმე საწყისი საზომით უნდა დავიწყოთ. ერთ-ერთია ინდივიდების რაოდენობა პოპულაციაში, ანუ პოპულაციის რიცხოვნობა —
რიცხოვნობა და სიმჭიდროვე, ორივე მნიშვნელოვანია პოპულაციის ამჟამინდელი სტატუსისა და ზოგჯერ მისი სამომავლო ცვლილებების განსასაზღვრად:
- როგორც წესი, დიდი პოპულაციები პატარებზე უფრო სტაბილურები არიან, რადგან მათ ხშირად უფრო დიდი გენეტიკური მრავალფეროვნება აქვთ და, შესაბამისად, მეტი პოტენციალი იმისა, რომ ბუნებრივი გადარჩევის გზით ადაპტირდნენ გარემოს ცვლილებებთან.
- ნაკლები სიმჭიდროვის მქონე პოპულაციის (ანუ ისეთის, რომელშიც ორგანიზმები უფრო ვრცლად და მეჩხრად არიან განფენილები) წევრს გასამრავლებლად მეწყვილის პოვნის ნაკლები შანსი აქვს, ვიდრე დიდი სიმჭიდროვის მქონე პოპულაციის წარმომადგენელს.
პოპულაციის რიცხოვნობის გაზომვა
პოპულაციის რიცხოვნობის საპოვნელად ნუთუ არ შეგვიძლია უბრალოდ მასში შემავალი ყველა ორგანიზმის დათვლა? თეორიულად, კი! მაგრამ რეალური შემთხვევების უმრავლესობაში ეს შეუძლებელია. მაგალითად, თქვენს ეზოში არსებულ თითოეულ ბალახს დაითვლიდით? ან, მაგალითად, ონტარიოს ტბაში (რომლის მოცულობაც 393 კუბური მილია) მობინადრე ორაგულებს?
ამ მიზეზთა გამო მეცნიერები ხშირად მიახლოებით ითვლიან პოპულაციის რიცხოვნობას. საამისოდ ისინი იღებენ ერთ ან მეტ შერჩევით ჯგუფს პოპულაციიდან და იყენებენ მათ, რათა ივარაუდონ მთლიანი პოპულაციის ზომა. მრავალი სხვადასხვა მეთოდი არსებობს, რომელთა გამოყენებითაც შეგვიძლია, შერჩევითი ჯგუფის მეშვეობით განვსაზღვროთ მთლიანი პოპულაციის რიცხოვნობა და სიმჭიდროვე. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ მათგან ორ ყველაზე მნიშვნელოვან მეთოდს: კვადრატისა და მარკირება-დაჭერის მეთოდებს.
კვადრატის მეთოდი
უძრავი ორგანიზმებისთვის, როგორებიც არიან, მაგალითად, მცენარეები, ან ძალიან პატარა და ნელა მოძრავი ორგანიზმებისთვის მეცნიერები იყენებენ ნაკვეთებს, სახელად კვადრატებს, რომელთა მეშვეობითაც პოპულაციის რიცხოვნობისა და სიმჭიდროვის განსაზღვრა შეგვიძლია. თითოეული კვადრატი ნიშნავს ჰაბიტატში არსებულ, იმავე ზომის — როგორც წესი, კვადრატულ — ფართობს. კვადრატის გასაკეთებლად შეგვიძლია, ფართობის ირგვლივ ჩავარჭოთ სარები და გავავლოთ მავთული, ან მიწაზე განვათავსოთ ხის, პლასტმასის ან ლითონის კვადრატი, როგორც ეს ქვედა სურათზეა ნაჩვენები.
კვადრატების განთავსების შემდეგ მეცნიერები ითვლიან თითოეულის საზღვრებში შემავალი ინდივიდების რაოდენობას. კვადრატების რამდენიმე ნიმუში შემთხვევითად თავსდება მთელი ჰაბიტატის საზღვრებში სხვადასხვა ადგილას, რაც უზრუნველყოფს იმას, რომ მიღებულმა რიცხვებმა მთელი ჰაბიტატის მონაცემების ასახვა შეძლოს. ბოლოს, შეგროვებული მონაცემების მეშვეობით მიახლოებით ითვლიან მთლიანი ჰაბიტატის ფარგლებში არსებული პოპულაციის რიცხოვნობასა და სიმჭიდროვეს.
მარკირება-დაჭერის მეთოდი
მოძრავი ორგანიზმების, მაგალითად, ძუძუმწოვრების, ფრინველებისა და თევზების, პოპულაციების რიცხოვნობის გასაგებად ხშირად იყენებენ ტექნიკას, სახელად მარკირება-დაჭერის მეთოდს. ეს მეთოდი გულისხმობს ცხოველთა შერჩევის დაჭერასა და რაღაც ნიშნით მარკირებას — მაგალითად იარლიყის, ლენტის, საღებავის ან სხეულის სხვა მარკერის გამოყენებით, როგორც ეს ქვემოთაა ნაჩვენები. შემდეგ მარკირებულ, მონიშნულ ცხოველებს აბრუნებენ გარემოში და პოპულაციის დანარჩენ ნაწილთან შერევის საშუალებას აძლევენ.
მოგვიანებით იჭერენ ახალ შერჩევას. ამ ახალ შერჩევაში იქნებიან როგორც მარკირებული — ხელახლა დაჭერილი — ისე არამარკირებული ინდივიდები. მარკირებული და არამარკირებული ინდივიდების რაოდენობების შეფარდებით მეცნიერები ითვლიან, მიახლოებით რამდენი ინდივიდია მთლიან პოპულაციაში.
მაგალითი: მარკირება-დაჭერის მეთოდის გამოყენება
ვთქვათ, გვსურს, ვიპოვოთ ირმების პოპულაციის რიცხოვნობა. ჩათვალეთ, რომ დავიჭირეთ 80 ირემი, მოვნიშნეთ ისინი და გავაბრუნეთ უკან, ტყეში. რაღაც დროის შემდეგ, როცა უკვე ვაცადეთ მარკირებულ ირმებს, პოპულაციის დანარჩენ ნაწილს რიგიანად შერეოდნენ, დავბრუნდით და დავიჭირეთ კიდევ 100 ირემი. აღმოჩნდა, რომ ამ ირმებიდან 20 უკვე მონიშნულია.
თუკი 100 ირმიდან 20 აღმოჩნდა მარკირებული, ეს ნიშნავს, რომ მარკირებული ირმები — რომელთა რაოდენობაც, როგორც ვიცით, 80-ია —
პოპულაციის 20%-ს შეადგენენ. ამ ინფორმაციის გამოყენებით შეგვიძლია, ასეთი ურთიერთკავშირი შევადგინოთ:
შემდეგ გადავანაცვლებთ განტოლებას:
და ბოლოს, შეგვყავს ირმების მაგალითის მონაცემები:
ეს მიდგომა ყოველთვის უნაკლო არ არის. პირველი დაჭერის ზოგიერთმა ცხოველმა შეიძლება, მეორედ დაჭერისგან თავის არიდება ისწავლოს და პოპულაციის სავარაუდო რაოდენობა უფრო დიდი მოგვეჩვენოს. მეორე მხრივ, შესაძლოა, უფრო უპირატესად დავიჭიროთ იგივე ცხოველები — განსაკუთრებით მაშინ, თუ ამისთვის საკვების სახითაა დაწესებული ჯილდო — რაც პოპულაციას უფრო მცირეს მოგვაჩვენებდა. გარდა ამისა, ზოგიერთი სახეობა შეიძლება, დაზიანდეს მარკირების ტექნიკის გამო, რაც შეამცირებს მათი გადარჩენის შანსს. ამგვარი მიდგომა აგრეთვე უშვებს, რომ შესწავლის პერიოდში ცხოველები არ იხოცებიან, არ იბადებიან, არ ტოვებენ ან უერთდებიან პოპულაციას.
პოპულაციის რიცხოვნობის გამოსათვლელ ალტერნატიულ მიდგომებს შორისაა ცხოველთა მარკირება რადიოგადამცემებით და ელექტრონულად მათთვის თვალყურის დევნება, აგრეთვე კომერციული თევზაობისა და მახეში გაბმის მონაცემების გამოყენება.
სახეობების გადანაწილება
ხშირად, ინდივიდების რიცხოვნობისა და სიმჭიდროვის გარკვევასთან ერთად ეკოლოგებს მათი განაწილებაც აინტერესებთ. სახეობის გავრცელების კანონზომიერებები — იგივე განაწილების კანონზომიერებები — აღნიშნავს იმას, თუ როგორ არიან მოცემულ მომენტში პოპულაციის ინდივიდები განაწილებულნი გარემოში.
პოპულაციის შემადგენელი ინდივიდები შესაძლოა, იყვნენ სივრცეში მეტ-ნაკლებად თანაბრად განფენილები, შემთხვევითად განაწილებულები (ანუ არაპროგნოზირებადი იყოს მათი კანონზომიერება), ან კლასტერებად შეჯგუფებულები. ამგვარ განაწილებებს ეწოდება თანაბარდაშორებული, გაფანტული და ჯგუფური განაწილების კანონზომიერებები.
- თანაბარდაშორებული განაწილება. თანაბარდაშორებული განაწილებისას პოპულაციის ინდივიდები სივრცეში მეტ-ნაკლებად თანაბრად არიან განფენილები. თანაბარდაშორებული განაწილების ერთ-ერთი მაგალითია ის მცენარეები, რომლებიც გამოყოფენ ტოქსინებს, რომლებიც აინჰიბირებს (თრგუნავს) ახლომდებარე ინდივიდების ზრდას — ესაა მოვლენა, სახელად ალელოპათია. თანაბარდაშორებული განაწილების ნახვა შეგვიძლია ცხოველთა ისეთ სახეობებშიც, რომელთა ინდივიდებიც საზღვრავენ ტერიტორიას და იცავენ მას.
- გაფანტული განაწილება. გაფანტული განაწილებისას ინდივიდები შემთხვევითად არიან განფენილები სივრცეში ისე, რომ ამგვარი განაწილების კანონზომიერება არაპროგნოზირებადია. გაფანტული განაწილების მაგალითებს წარმოადგენენ ბაბუაწვერები და სხვა ისეთი მცენარეები, რომელთა თესლიც ქარით გადაიტანება. მცენარის თესლი ფართოდ ვრცელდება და ღივდება დაცემის ადგილას, თუკი გარემო ხელსაყრელი იქნება — ანუ, ექნება საკმარისი მარილი, წყალი, საკვები ნივთიერებები და სინათლე.
- ჯგუფური განაწილება. ჯგუფური განაწილებისას ინდივიდები კლასტერებად ჯგუფდებიან. ჯგუფური განაწილების ხილვა შეგვიძლია ისეთ მცენარეებში, რომლებიც საკუთარ თესლს პირდაპირ აგდებენ ძირს — მაგალითად, მუხები — ან ცხოველებში, რომლებიც ჯგუფებად ცხოვრობენ — მაგალითად, თევზების გუნდები ან სპილოების ჯოგები. ჯგუფური განაწილება გვხვდება აგრეთვე არაერთგვაროვან ჰაბიტატებში, რომლებშიც საცხოვრებლად ხელსაყრელი მხოლოდ რამდენიმე ნაკვეთია.
როგორც ამ მაგალითებიდან ხედავთ, პოპულაციის ინდივიდთა განაწილება უფრო მეტ ინფორმაციას გვაძლევს მათი ერთმანეთთან — და გარემოსთან —
ურთიერთქმედების შესახებ, ვიდრე, უბრალოდ, სიმჭიდროვის გაზომვა.
შეჯამება
ეკოლოგიაში პოპულაცია შედგება მოცემულ გარემოში მობინადრე ცალკეული სახეობის ყველა ორგანიზმისგან. პოპულაციებსა და დროთა განმავლობაში მათ ცვლილებებს სტატისტიკურად შეისწავლის დარგი, სახელად დემოგრაფია.
პოპულაციის ორი მნიშვნელოვანი საზომია პოპულაციის რიცხოვნობა, ანუ ინდივიდთა რაოდენობა, და პოპულაციის სიმჭიდროვე, ანუ, ინდივიდთა რაოდენობა ფართობისა თუ მოცულობის ერთ ერთეულზე. ხშირად ეკოლოგები პოპულაციების რიცხოვნობასა და სიმჭიდროვეს მიახლოებით ითვლიან კვადრატებისა და მარკირება-დაჭერის მეთოდის გამოყენებით.
პოპულაციის აღწერა აგრეთვე შეგვიძლია მასში შემავალი ინდივიდების განაწილების, იგივე განფენილობის, თვალსაზრისითაც. ინდივიდები შეიძლება, განაწილებულნი იყვნენ თანაბარდაშორებულად, გაფანტულად ან ჯგუფურად. თანაბარდაშორებულობა ნიშნავს, რომ პოპულაცია თანაბრადაა განაწილებული საარსებო სივრცეში, გაფანტულობა გულისხმობს სივრცეების შემთხვევით, არაკანონზომიერ ათვისებას, ხოლო ჯგუფურობა ნიშნავს, რომ პოპულაცია კლასტერებად, ჯგუფებადაა განაწილებული.
გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?
პოსტები ჯერ არ არის.