ძირითადი მასალა
ბიოლოგია
კურსი: ბიოლოგია > თემა 23
გაკვეთილი 3: პოპულაციის ზრდა & რეგულაცია- ექსპონენციური და ლოგისტიკური ზრდა პოპულაციებში
- პოპულაციათა რეგულაცია
- მტაცებლისა და მსხვერპლის ციკლები
- ექსპონენციური & ლოგისტიკური ზრდა
- პოპულაციათა რეგულაცია
- თომას მალთუსი და მოსახლეობის (პოპულაციის) ზრდა
- პოპულაციის ზრდა და რეგულაცია
© 2023 Khan Academyგამოყენების პირობებიკონფიდენციალურობის პოლიტიკაშენიშვნა ქუქი-ჩანაწერებზე
პოპულაციათა რეგულაცია
საკვანძო საკითხები
- ბუნებაში პოპულაციის რიცხოვნობასა და ზრდას მრავალი ფაქტორი ზღუდავს. ზოგი მათგანი სიმჭიდროვეზეა დამოკიდებული, ზოგი კი მისგან დამოუკიდებელია.
- სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორები ცვლიან პოპულაციის per capita ზრდის ტემპს — როგორც წესი, აგდებენ მას — როდესაც პოპულაციის სიმჭიდროვე იზრდება. ამის ერთ-ერთი მაგალითია პოპულაციის წევრებს შორის შეზღუდული რესურსებისთვის კონკურენცია.
- სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი ფაქტორები პოპულაციის სიმჭიდროვის მიუხედავად ახდენენ გავლენას per capita ზრდის ტემპზე. ამის მაგალითებია სტიქიური უბედურებები, მაგალითად, ხანძარი ტყეში.
- სხვადასხვა ტიპის შემზღუდველი ფაქტორები მრავალგვარად ურთიერთქმედებენ და პოპულაციის ზრდის სხვადასხვა კანონზომიერებას წარმოქმნიან. ზოგიერთ პოპულაციას ციკლური რხევა ახასიათებს, რომლის დროსაც მისი რიცხოვნობა წინასწარ განსაზღვრადია და იგი ციკლურად, პერიოდულად იცვლება.
შესავალი
დედამიწაზე მობინადრე ყველა პოპულაციას აქვს ზრდის ზღვრები. ბოცვრების პოპულაციაც კი — რომლის წევრებიც ბოცვრებივით მრავლდებიან! — არ იზრდება უსაზღვროდ. მართალია, უსასრულოდ ზრდაში ადამიანებს ბადალი არ გვყავს, მაგრამ ჩვენც კი საბოლოოდ მივაღწევთ პოპულაციის ზრდის იმ ზღვრებს, რომლებსაც გარემო აწესებს.
ზუსტად რა იგულისხმება გარემო შემზღუდველ ფაქტორებში? ზოგადად თუ ვიტყვით, პოპულაციის ზრდის მარეგულირებელი ფაქტორების ორ ჯგუფად დაყოფა შეგვიძლია: სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული და სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი.
სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორები
მოდით, მაგალითის განხილვით დავიწყოთ. წარმოიდგინეთ პოპულაცია ორგანიზმებისა — ვთქვათ, ირმების — რომლებსაც წვდომა აქვთ საკვების ფიქსირებულ, მუდმივ რაოდენობასთან. როდესაც პოპულაცია მცირე იქნება, შეზღუდული რაოდენობის საკვები ყველას ეყოფა, მაგრამ პოპულაციის ზრდასთან ერთად საკვების შეზღუდული რაოდენობა აღარ იქნება საკმარისი, რაც გამოიწვევს ირმებს შორის კონკურენციას. ამ კონკურენციის გამო ზოგიერთი ირემი შიმშილისგან მოკვდება ან ვერ მოახერხებს გამრავლებას, რაც შეამცირებს per capita — ერთ ერთეულზე/ინდივიდზე — ზრდის ტემპს და გამოიწვევს პოპულაციის რიცხოვნობის შემცირებას ან ერთ მდგომარეობაში გაჩერებას.
ამ შემთხვევაში საკვებისთვის კონკურენცია სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორია. ზოგადად, სიმჭდროვეზე დამოკიდებულ შემზღუდველ ფაქტორებს იმ ფაქტორებს ვუწოდებთ, რომლებიც ცვლიან პოპულაციის per capita ზრდის ტემპს იმის მიხედვით, თუ რამდენად მჭიდროა ამჟამად პოპულაცია. სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული ფაქტორების უმრავლესობა პოპულაციის ზრდისას ამცირებს მის per capita ზრდის ტემპს. ეს არის იმ უარყოფითი უკუკავშირის მაგალითი, რომელიც ზღუდავს პოპულაციის ზრდას.
სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორები იწვევენ ზრდის ლოგისტიკურ ფორმას, რომლის დროსაც პოპულაციის რიცხოვნობა უთანაბრდება გარემოთი განსაზღვრულ მაქსიმუმს, დასაშვებ სიმჭიდროვეს (იგივე „გარემოს პოტენციურ ტევადობას“). ზოგჯერ ეს ერთგვაროვანი პროცესია, ზოგჯერ კი პოპულაცია სცდება დასაშვებ სიმჭიდროვეს და სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული ფაქტორების ზემოქმედებით უბრუნდება ნორმას.
სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორები, როგორც წესი, ბიოტურია — ცოცხალ ორგანიზმებთან დაკავშირებული — და არა — გარემოს ფიზიკურ მახასიათებლებზე დამოკიდებული. სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორების რამდენიმე ხშირი მაგალითია:
- პოპულაციის შიდა კონკურენცია. როდესაც პოპულაცია მაღალ სიმჭიდროვეს აღწევს, უფრო მეტი ისეთი ინდივიდი ჩნდება, რომელიც იმავე რაოდენობის რესურსების გამოყენებას ცდილობს. ეს წარმოშობს კონკურენციას საკვებისთვის, წყლისთვის, თავშესაფრისთვის, მეწყვილისთვის, სინათლისთვის და გადარჩენისა და გამრავლებისთვის საჭირო სხვა რესურსებისთვის.start superscript, 1, end superscript
- მტაცებლობა. მაღალი სიმჭიდროვის მქონე პოპულაციები იზიდავენ მტაცებლებს, რომლებიც თავს არ შეიწუხებენ უფრო მცირერიცხოვან პოპულაციებზე ნადირობით. როდესაც ეს მტაცებლები ჭამენ ამ პოპულაციის ინდივიდებს, ისინი ამცირებენ მათ რაოდენობას და ზრდიან საკუთარს. ამას შეუძლია საკმაოდ საინტერესო, ციკლური კანონზომიერებების წარმოქმნა, რომელთაც ქვემოთ განვიხილავთ.
- დაავადებები და პარაზიტები. როდესაც ბევრი ინდივიდი ცხოვრობს ერთად, ეს ზრდის დაავადების წარმოქმნის ალბათობას და, შედეგად, ინდივიდთა სიკვდილიანობას. ამ პირობებში აგრეთვე პარაზიტებიც ძალიან მარტივად ვრცელდებიან.
- ნარჩენების დაგროვება. პოპულაციების მაღალ სიმჭიდროვეებს შეუძლია, გამოიწვიოს საზიანო ნარჩენი პროდუქტების დაგროვება, რაც კლავს ინდივიდებს, არღვევს რეპროდუქციას და, შესაბამისად, ამცირებს პოპულაციის ზრდას.
სიმჭიდროვეზე დამოკიდებულ რეგულაციას აგრეთვე შეიძლება, ჰქონდეს პოპულაციის შემადგენელი ორგანიზმების ქცევითი ან ფიზიოლოგიური ცვლილებების ფორმა. მაგალითად, მღრღნელები, რომლებსაც ლემინგები ეწოდებათ, პოპულაციის მაღალი სიმჭიდროვის დროს ჯგუფებად ტოვებენ მას და ეძებენ ახალ, ნაკლებად დასახლებულ ადგილს.start superscript, 2, comma, 3, comma, 4, end superscript პოპულარულ კულტურაში ამ პროცესს შეცდომით მიაწერდნენ მასობრივ თვითმკვლელობას, რადგან ლემინგები ზოგჯერ იღუპებოდნენ წყალსატევების გადაკვეთისას.
სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი შემზღუდველი ფაქტორები
შემზღუდველი ფაქტორების მეორე ჯგუფია სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი შემზღუდველი ფაქტორები, რომლებიც per capita ზრდის ტემპს ცვლიან იმის მიუხედავად, თუ რამდენად მჭიდროა პოპულაცია.
მაგალითად, ჩავთვალოთ, რომ ძლიერი ხანძარი გაჩნდა ტყეში, რომელშიც ირმები ბინადრობენ. ცეცხლი მოკლავს ნებისმიერ უიღბლო ირემს, რომელიც მის სიახლოვეს აღმოჩნდება, მიუხედავად პოპულაციის რიცხოვნობისა. ცალკეული ირმის სიკვდილის შანსი არაა დამოკიდებული იმაზე, თუ რამდენად ბევრი ირემია ირგვლივ. სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი შემზღუდველი ფაქტორები ხშირად ბუნებრივი კატასტროფების, მკაცრი ამინდისა და დაბინძურების სახით გვხვდება.
სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შემზღუდველი ფაქტორებისგან განსხვავებით, სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი შემზღუდველი ფაქტორები ვერ ახერხებენ პოპულაციისთვის მუდმივი რიცხოვნობის შენარჩუნებას. ეს ასე იმიტომაა, რომ ამ ფაქტორების სიძლიერე არაა დამოკიდებული პოპულაციის რიცხოვნობაზე, ამიტომ მათ პოპულაციის ჭარბად ზრდის პროცესში არ შეაქვთ „შესწორება“. ნაცვლად ამისა, ისინი იწვევენ მერყევ, მკვეთრ ცვლილებებს პოპულაციის რიცხოვნობაში. პატარა პოპულაციები შეიძლება, სულაც, გადაშენდნენ მოულოდნელი, სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი მოვლენების გამო.start superscript, 5, end superscript
პოპულაციის მერყეობა
რეალურ სამყაროში სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული და მისგან დამოუკიდებელი მრავალი შემზღუდველი ფაქტორები, როგორც წესი, ერთმანეთთან ურთიერთქმედებს და წარმოქმნის იმ ცვლილებას, რომელსაც პოპულაციაში ვხედავთ. მაგალითად, რაღაც დროის განმავლობაში პოპულაციამ შეიძლება, სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული ფაქტორების წყალობით შეინარჩუნოს დასაშვებ სიმჭიდროვესთან სიახლოვე, შემდეგ კი უეცრად დაეცეს მისი რიცხოვნობა სიმჭიდროვისგან დამოუკიდებელი მოვლენის, მაგალითად, შტორმის ან ხანძრის, გამო.
მიუხედავად ამისა, კატასტროფების არარსებობის პირობებშიც კი, პოპულაციები ყოველთვის უცვლელად არ ჩერდებიან დასაშვები სიმჭიდროვის ზღვართან. მეტიც, პოპულაციების სიმჭიდროვე მრავალი სხვადასხვა სახით მერყეობს, ირხევა. ზოგის რიცხოვნობას ზრდისა თუ შემცირების არარეგულარული ნახტომები ახასიათებს. მაგალითად, წყალმცენარეებმა შეიძლება, ყვავილობა დაიწყონ, როდესაც ფოსფორის მოზღვავება პოპულაციის არამდგრად ზრდას იწვევს.start superscript, 6, end superscript სხვა პოპულაციებს აქვთ ავარდნისა და ჩავარდნის რეგულარული ციკლები. მოდით, უფრო დეტალურად განვიხილოთ ისინი.
პოპულაციური ციკლები
ზოგიერთი პოპულაცია რიცხოვნობის ციკლურ რხევებს ექვემდებარება. ციკლური რხევები პოპულაციის რიცხოვნობის დროთა განმავლობაში განმეორებადი ავარდნები და ჩავარდნებია. იმ პოპულაციის რიცხოვნობისა და დროის კავშირის გრაფიკი რომ აგვეგო, რომელსაც ციკლური რხევები ახასიათებს, ეს გრაფიკი დაახლოებით მსგავსი იქნებოდა ქვემოთ ნაჩვენები ტალღებისა — თუმცა, ალბათ, არა ასეთი აკურატული!
საიდან მოდის ეს რხევები? ხშირ შემთხვევაში, რხევებს წარმოქმნის მინიმუმ ორი განსხვავებული სახეობის ურთიერთობა. მაგალითად, მტაცებლობა, პარაზიტული ინფექციები და საკვების არარეგულარული ხელმისაწვდომობა - ყველა წარმოქმნის რხევებს.start superscript, 7, end superscript მიუხედავად ამისა, სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული ეს ფაქტორები ყოველთვის არ იწვევს რხევებს. მათი წარმოქმნა მხოლოდ შესაბამის პირობებში ხდება, როდესაც პოპულაციები განსაზღვრული სახით ურთიერთქმედებენ.
შემთხვევის შესწავლა: ლემინგები
მოდით, განვიხილოთ გრენლანდიაში მობინადრე ლემინგების პოპულაცია.start superscript, 7, comma, 8, comma, 9, end superscript წლების განმავლობაში ამ პოპულაციას რიცხოვნობის ციკლური რხევები ჰქონდა, დაახლოებით ოთხწლიანი პერიოდით (ერთი სრული ციკლის სიგრძე). ეკოლოგებმა აღმოაჩინეს, რომ ამ ციკლის ახსნა შეგვიძლია ლემინგებისა და მათი ოთხი მტაცებლის ურთიერთკავშირით. ესენია: ბუ, მელია, მეზღვია — ფრინველი — და ყარყუმი. ბუ, მელია და მეზღვია ოპორტუნისტი (ახალ პირობებთან ადვილად ადაპტირებადი) მტაცებლები არიან და საკვების სხვადასხვა წყაროს იყენებენ, ამიტომ ლემინგებზე ისინი მხოლოდ მათი სიჭარბის დროს ნადირობენ.start superscript, 7, comma, 8, end superscript ამის საპირისპიროდ, ყარყუმი დიდწილად მხოლოდ ლემინგებით იკვებება.
რა იწვევს ამ ციკლს? მოდით, ციკლის დასაწყისიდანვე მივყვეთ ლემინგებს. ვინაიდან პოპულაციის სიმჭიდროვე დაბალია, ბუები, მეზღვიები და მელიები დიდ ყურადღებას არ მიაქცევენ ლემინგებს, რაც პოპულაციას სწრაფად ზრდის საშუალებას მისცემს. ლემინგების პოპულაციის ზრდასთან ერთად იზრდება ყარყუმების პოპულაციაც, თუმცა მხოლოდ რაღაც პერიოდის შემდეგ. ეს იმას ასახავს, რომ ყარყუმები წელიწადში მხოლოდ ერთხელ მრავლდებიან — ლემინგებისგან განსხვავებით, რომლებიც მეტ-ნაკლებად მუდმივად მრავლდებიან — და მრავალრიცხოვანი შთამომავლობის დატოვება მხოლოდ მას შემდეგ შეუძლიათ, რაც მათი საკვები, ლემინგები, ჭარბად მოიპოვებოდა.start superscript, 9, end superscript
როგორც კი ლემინგების სიმჭიდროვე იზრდება, ისინი უფრო მიმზიდველი ნადავლი ხდებიან და ბუები, მელიები და მეზღვიები მათზე ახლა უფრო ხშირად ნადირობენ, ვიდრე მათი სიმწირისას. ეს სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული შეზღუდვის სახით მოქმედებს ლემინგების ზრდაზე და ამ უკანასკნელებს არ აძლევს საშუალებას, რიცხობრივად ყარყუმებს გადაასწრონ.start superscript, 7, comma, 8, end superscript ამგვარად, ყარყუმების პოპულაცია ივსება და საკმარისად დიდი ხდება საიმისოდ, რომ მრავალი ლემინგი დახოცოს, რის შედეგადაც მათი რიცხოვნობა ვარდება და რჩება მხოლოდ ის მცირე რაოდენობა, რომელიც გამრავლებას მოახერხებს. ამ ვარდნას ერთი წლის შემდეგ მოსდევს ყარყუმების რიცხოვნობის ვარდნაც, რადგან მათ საკვების საკმაოდ მწირი წყარო რჩებათ. და შემდეგ ციკლი თავიდან იწყება.
ურთიერთკავშირის ეს ზოგადი თარგი ქვემოთ მოცემულ გრაფიკზეა ნაჩვენები. შეგიძლიათ, დაინახოთ, რომ ჯერ იკლებს მსხვერპლის — მაგალითად, ლემინგის — პოპულაციიის რიცხოვნობა, შემდეგ კი მას მტაცებლის — მაგალითად, ყარყუმის — რიცხოვნობის კლება მოსდევს.
მტაცებლისა და მსხვერპლის ურთიერთკავშირის გარდა, არსებობს სხვა ფაქტორებიც, რომლებიც ამ კანონზომიერებას ქმნიან? შესაძლებელია, თუმცა ეკოლოგებმა ამ რხევითი თარგის აგება მხოლოდ იმ კომპიუტერულ მოდელში მოახერხეს, რომელიც მტაცებლობისა და რეპროდუქციის მონაცემებს ემყარებოდა, რაც იმ იდეას უჭერს მხარს, რომ მტაცებლობა წამყვანი ფაქტორია.start superscript, 9, end superscript
სამწუხარო ფაქტი: ლემინგების ზოგიერთი პოპულაცია აღარ მერყეობს. მათ მაქსიმუმს მიაღწიეს — ერთ-ერთი ჩვეული ციკლის დროს — 1998 წელს, მაგრამ მისი შემდგომი ვარდნის მერე რიცხოვნობის აღდგენა ვეღარ მოახერხეს.start superscript, 10, end superscript ეკოლოგებს მიაჩნიათ, რომ ეს შეიძლება, გამოწვეული იყოს უჩვეულოდ თბილი ზამთრებითა და თოვის ცვლილებებით არქტიკაში, რამაც, შესაძლოა, შეამცირა თოვლის ის საფარი, რომელიც, როგორც წესი, იცავდა ლემინგებს და ნაშიერებზე მზრუნველობის საშუალებას აძლევდა. ამის შედეგად, ლემინგებზე მტაცებელი სახეობები, შესაძლოა, გადაშენდნენ იმ რეგიონებში, რომლებშიც ლემინგების პოპულაცია დაეცა.start superscript, 10, comma, 11, end superscript
შემთხვევის შესწავლა: ფოცხვერი და კურდღლები
მტაცებლისა და მსხვერპლის ამ ტიპის ინტერაქციის კიდევ ერთი ცნობილი მაგალითია კანადური ფოცხვრისა — მტაცებლის — და ამერიკული თეთრანას (თეთრი კურდღლის; ინგლ. snowshoe hare) — მსხვერპლის — შემთხვევა. მათი პოპულაციები ციკლურად თანაიცვლებოდნენ — კურდღელთა რიცხოვნობის ვარდნას ფოცხვერთა რიცხოვნობის ვარდნა მოსდევდა. ალბათ, სწორედ ამ მაგალითს წააწყდებით ყველაზე ხშირად თქვენს სახელმძღვანელოებში. თავდაპირველად მეცნიერები ფიქრობდნენ, რომ ფოცხვრისეული მტაცებლობა კურდღელთა პოპულაციის ვარდნის საკვანძო ფაქტორი იყო, თუმცა ახლა უკვე ვიცით, რომ ამ პროცესში, დიდი ალბათობით, სხვა ფაქტორებიცაა ჩართული, მაგალითად, საკვების ხელმისაწვდომობა კურდღელთათვის.start superscript, 7, comma, 11, end superscript ნებისმიერ შემთხვევაში, ეს კიდევ ერთი ისეთი მაგალითია, რომლის დროსაც სიმჭიდროვეზე დამოკიდებული ფაქტორები წარმოქმნიან პოპულაციათა ციკლურ ცვლილებებს.
გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?
პოსტები ჯერ არ არის.