Ikolojia ya idadi ya watu ni mgawanyiko mdogo wa ikolojia ambao unashughulikia mienendo ya idadi ya viumbe na jinsi idadi hizi zinavyoingiliana na mazingira. Ni utafiti wa jinsi ukubwa wa idadi ya viumbe hubadilika kulingana na wakati na nafasi. Neno hili mara nyingi hutumiwa kwa kubadilishana na biolojia ya idadi ya watu au mienendo ya idadi ya watu. Pia mara nyingi anaelezea aina za mapambano ya kuwepo. Kwa sababu ya uteuzi asilia, idadi ya watu ambao wamekubalika kwa kiwango cha juu zaidi huongezeka.
Katika biolojia, idadi ya watu ni kiwango cha usambazaji wa spishi fulani au idadi fulani ya wawakilishi wake wanaoishi katika eneo moja.
Historia
Yote yalianza vipi? Maendeleo ya ikolojia ya idadi ya watu yanahusiana sana na demografia na meza za maisha za sasa. Sehemu hii ni muhimu sana katika hali ya sasa ya mazingira.
Ikolojia ya idadi ya watu ni muhimu katika biolojia ya uhifadhi, haswa wakatikutengeneza uchanganuzi wa uwezekano wa idadi ya watu (PVA) ambao unatabiri uwezekano wa muda mrefu wa spishi iliyobaki katika makazi fulani. Ingawa ikolojia hii ni spishi ndogo ya biolojia, inatoa matatizo ya kuvutia kwa wanahisabati na wanatakwimu wanaofanya kazi katika nyanja ya mienendo ya idadi ya watu. Katika biolojia, idadi ya watu ni mojawapo ya istilahi kuu.
Miundo
Kama sayansi yoyote, ikolojia hutumia miundo. Mitindo iliyorahisishwa ya mabadiliko ya idadi ya watu kwa kawaida huanza na vigeuzo vinne muhimu (michakato minne ya idadi ya watu), ikijumuisha kifo, kuzaliwa, uhamiaji na uhamiaji. Mitindo ya hisabati inayotumika kukokotoa mabadiliko katika hali ya idadi ya watu na mageuzi ya idadi ya watu huchukulia kutokuwepo kwa ushawishi wa nje. Miundo inaweza kuwa changamano zaidi kihisabati wakati “…dhahania kadhaa shindani zinapogongana na data kwa wakati mmoja.”
Mtindo wowote wa maendeleo ya idadi ya watu unaweza kutumika kupata sifa fulani za idadi ya kijiometri kihisabati. Idadi ya watu walio na ukubwa unaoongezeka kijiometri ni idadi ya watu ambapo vizazi vya kuzaliana haviingiliani. Katika kila kizazi, kuna idadi inayofaa ya idadi ya watu (na eneo), inayojulikana kama Ne, ambayo ni idadi ya watu katika idadi ya watu ambao wanaweza na watazaliana katika kizazi chochote cha uzazi. Nini husababisha wasiwasi.
Nadharia ya uteuzi r/K
Dhana muhimu katika ikolojia ya idadi ya watu ni nadharia ya uteuzi wa r/K. Tofauti ya kwanza ni r (kiwango cha ndani cha ongezeko la asilisaizi ya idadi ya watu, haitegemei msongamano), na tofauti ya pili ni K (uwezo wa kubeba idadi ya watu, inategemea wiani). Mahusiano ya ndani yana jukumu fulani katika hili.
Aina zilizochaguliwa kwa R (k.m. spishi nyingi za wadudu kama vile aphids) ni aina ambayo ina viwango vya juu vya kuzaa, uwekezaji mdogo wa wazazi kwa watoto, na viwango vya juu vya vifo kabla ya watu kufikia ukomavu. Mageuzi hukuza tija katika spishi zilizochaguliwa-r. Kinyume chake, spishi zilizochaguliwa na K (kama vile wanadamu) zina viwango vya chini vya uzazi, viwango vya juu vya uwekezaji wa wazazi katika umri mdogo, na viwango vya chini vya vifo kadiri watu wanavyokua.
Mageuzi katika spishi zilizochaguliwa na K hukuza ufanisi katika kubadilisha rasilimali zaidi kuwa watoto wachache. Kama matokeo ya uhusiano usio na tija wa spishi tofauti, vizazi hivi vinaweza kutoweka, na kuwa wawakilishi wa mwisho wa idadi yao.
Historia ya nadharia
Istilahi ya uteuzi wa r/K iliundwa na wanaikolojia Robert MacArthur na E. O. Wilson mnamo 1967 kulingana na kazi yao kwenye biogeografia ya kisiwa. Nadharia hii inafanya uwezekano wa kubainisha sababu za mabadiliko ya idadi ya watu.
Nadharia hiyo ilikuwa maarufu katika miaka ya 1970 na 1980 ilipotumiwa kama kifaa cha kuiga, lakini iliacha kupendekezwa mapema miaka ya 1990 ilipokosolewa na tafiti kadhaa za kitaalamu. Dhana ya historia ya maisha imechukua nafasi ya dhana ya uteuzi wa r/K, lakini inaendelea kujumuisha mada zake nyingi muhimu. Tamaa ya uzazi ndiyo kuunguvu inayosukuma ya mageuzi, kwa hivyo nadharia hii ni muhimu sana kwa utafiti wake.
Kwa hivyo, spishi zilizochaguliwa r ni zile zinazosisitiza viwango vya juu vya ukuaji, huwa na utumiaji wa maeneo machache ya kiikolojia yaliyosongamana, na kuzaa watoto wengi, ambao kila moja ina uwezekano mdogo wa kunusurika hadi utu uzima (yaani, juu, chini). K). Aina ya kawaida ya r ni dandelion (jenasi ya Taraxacum).
Katika mazingira yasiyo thabiti au yasiyotabirika, uteuzi-r hutawala kutokana na uwezo wa kuzidisha kwa haraka. Kuna faida ndogo katika makabiliano ambayo huiruhusu kushindana kwa mafanikio na viumbe vingine kwa sababu mazingira yanaweza kubadilika tena. Sifa zinazofikiriwa kubainisha uteuzi wa r ni pamoja na: uzazi wa juu, saizi ndogo ya mwili, kukomaa mapema, muda mfupi wa kizazi, na uwezo wa kuwatawanya watoto kwa wingi.
Viumbe ambao historia ya maisha yao huchaguliwa r mara nyingi hujulikana kama wataalamu wa mikakati. Viumbe vinavyoonyesha sifa zilizochaguliwa na r vinaweza kuanzia bakteria na diatomu hadi wadudu na nyasi, pamoja na sefalopodi mbalimbali za lobed saba na mamalia wadogo, hasa panya. Nadharia ya kutofautisha K ina uhusiano usio wa moja kwa moja na uteuzi asilia wa wanyama.
Uteuzi wa aina
Aina zilizochaguliwa na K huonyesha sifa zinazohusishwa na kuishi karibu na msongamano wa uwezo wa kubeba na huwa washindani hodari katika maeneo yenye msongamano wa watu ambao huwekeza zaidi kwenye kidogo.idadi ya watoto. Kila moja ambayo ina uwezekano mkubwa wa kunusurika hadi utu uzima (yaani chini r, juu k). Katika fasihi ya kisayansi, spishi zilizochaguliwa na wakati mwingine hujulikana kama "fursa", ilhali spishi zilizochaguliwa kwa K zinafafanuliwa kama "usawa".
Katika hali dhabiti au inayoweza kutabirika, uteuzi wa K unakuwapo, kwani uwezo wa kushindana kwa ufanisi kwa rasilimali chache ni muhimu, na idadi ya viumbe vilivyochaguliwa na K kwa kawaida huwa na idadi isiyobadilika na inakaribia upeo wa juu ambao mazingira yanaweza. msaada. Tofauti na iliyochaguliwa-r, ambapo saizi ya watu inaweza kubadilika haraka zaidi. Nambari ndogo husababisha kujamiiana, ambayo ni mojawapo ya sababu za mabadiliko ya chembe za urithi.
Sifa
Sifa zinazodhaniwa kuwa ni sifa za uteuzi wa K ni pamoja na ukubwa wa mwili, maisha marefu na kuzaa watoto wachache, ambayo mara nyingi huhitaji uangalizi wa wazazi makini hadi watakapokomaa. Viumbe ambao historia ya maisha yao imechaguliwa kwa K mara nyingi hujulikana kama K-strategists au K-waliochaguliwa. Viumbe vilivyo na sifa zilizochaguliwa na K ni pamoja na viumbe vikubwa kama vile tembo, wanadamu na nyangumi, na vile vile viumbe vidogo, vilivyoishi kwa muda mrefu kama vile tern arctic, parrots na tai. Kuongezeka kwa idadi ya watu ni mojawapo ya mapambano ya kuwepo.
Ainisho la viumbe
Ingawa baadhi ya viumbe hutambuliwa kimsingi kama r- au K-strategists, viumbe vingi havifuati muundo huu. Kwa mfano, miti ina sifa kama vilemaisha marefu na ushindani wa hali ya juu unaowatambulisha kama wataalam wa K. Hata hivyo, wakati wa kuzaliana, miti kwa kawaida hutoa maelfu ya watoto na kuwatawanya kwa upana, jambo ambalo ni la kawaida kwa wataalamu wa mikakati.
Vile vile, wanyama watambaao kama vile kobe wa baharini wana sifa za r- na k-: ingawa kasa wa baharini ni viumbe vikubwa vilivyo na maisha marefu (mradi tu wanapokuwa watu wazima), hutoa idadi kubwa ya watoto wasiojulikana..
maneno mengine
Mchanganyiko wa r/K unaweza kuonyeshwa upya kama wigo endelevu kwa kutumia dhana ya kiuchumi ya marejesho yaliyopunguzwa ya siku zijazo na chaguo la r linalolingana na viwango vikubwa vya punguzo na K-chaguo linalolingana na viwango vidogo vya punguzo.
Katika maeneo yenye usumbufu mkubwa wa mazingira au kuzaa (km baada ya mlipuko mkubwa wa volkeno, kama vile Krakatoa au Mount St. Helens), wataalamu wa mikakati wa r na K hutekeleza majukumu tofauti katika mfuatano wa kiikolojia unaorejesha mfumo ikolojia. Kwa sababu ya viwango vyao vya juu vya uzazi na fursa ya kiikolojia, wakoloni wa kimsingi huwa na mikakati na hufuatwa na msururu wa ushindani unaokua kati ya maisha ya mimea na wanyama. Uwezo wa mazingira wa kuongeza maudhui ya nishati kupitia photosynthetic ya nishati ya jua huongezeka kwa kuongezeka kwa bioanuwai changamano huku spishi za r zikiongezeka kwa kiwango cha juu iwezekanavyo nakwa kutumia mikakati K.
Msawazo mpya
Hatimaye usawa mpya (wakati fulani huitwa jumuiya inayofikia kilele) hufuata huku wataalamu wa mikakati wa r wakichukuliwa hatua kwa hatua na Wanamkakati wa K ambao wana ushindani zaidi na wamezoea vyema mabadiliko yanayojitokeza ya mazingira ya kiikolojia. Kijadi, bayoanuwai ilizingatiwa kuwa imekuzwa katika hatua hii kwa kuanzishwa kwa spishi mpya, na kusababisha uingizwaji na kutoweka kwa spishi zilizoenea. Hata hivyo, nadharia tete ya usumbufu wa kati inasema kwamba viwango vya kati vya usumbufu katika mandhari hutengeneza mabaka katika viwango tofauti vya mfululizo, kuwezesha kuwepo kwa wakoloni na washindani katika kiwango cha kikanda.
Ingawa inatumika kwa ujumla katika kiwango cha spishi, nadharia ya uteuzi wa r/K pia ni muhimu katika kujifunza mabadiliko ya tofauti za kiikolojia na maisha kati ya spishi ndogo. Kwa mfano, nyuki wa asali wa Kiafrika A. m. scutellata na nyuki wa Kiitaliano A. m. ligustica. Katika ncha nyingine ya kipimo, imetumika pia kusoma ikolojia ya mageuzi ya vikundi vizima vya viumbe kama vile bacteriophages.
Maoni ya utafiti
Baadhi ya watafiti kama vile Lee Ellis, J. Philip Rushton, na Aurelio Jose Figueredo wametumia nadharia ya uteuzi wa r/K kwa tabia mbalimbali za binadamu, ikiwa ni pamoja na ukaidi, uasherati, uzazi, na sifa nyingine zinazohusiana na nadharia ya historia ya maisha. Kazi ya Rushton ilimpelekea kukuza "nadharia ya tofauti ya K" ili kujaribu kuelezea tofauti nyingi za tabia ya mwanadamu katika maeneo ya kijiografia. Na nadharia hii imekosolewa na watafiti wengine wengi. Mwisho ulipendekeza kuwa mageuzi ya majibu ya uchochezi ya binadamu yanahusiana na uchaguzi wa r/K.
Ingawa nadharia ya uteuzi wa r/K ilianza kutumika sana katika miaka ya 1970, pia ilianza kupokea uangalizi unaoongezeka. Hasa, mapitio ya mwanaikolojia Stephen S. Stearns yaliangazia mapungufu katika nadharia na utata katika ufasiri wa data ya kimajaribio ili kuijaribu.
Utafiti zaidi
Mnamo 1981, uhakiki wa Parry wa 1981 wa fasihi juu ya uteuzi wa r/K ulionyesha kuwa hakukuwa na makubaliano kati ya watafiti wanaotumia nadharia ya kufafanua uteuzi wa r- na K, na kumfanya kutilia shaka dhana ya uhusiano kati ya uzazi. gharama. kazi.
Utafiti uliofanywa na Templeton na Johnson mwaka wa 1982 ulionyesha kuwa katika idadi ya watu wa Drosophila mercatorum (aina ndogo ya inzi) walio chini ya uteuzi wa K, hutoa marudio ya juu zaidi ya sifa zinazohusishwa kwa kawaida na uteuzi wa r. Tafiti zingine kadhaa zinazokinzana na ubashiri wa nadharia ya uteuzi wa r/K pia zilichapishwa kati ya 1977 na 1994.
Stearns alipokagua hali ya nadharia mwaka 1992, alibainisha kuwa kuanzia 1977 hadi 1982, huduma ya utafutaji wa fasihi ya BIOSIS ilikuwa na wastani wa manukuu 42 kwa mwaka, lakini kutoka 1984 hadi 1989 wastani ulishuka hadi 16 kwa mwaka. na kuendelea kupungua. Alihitimisha kuwa nadharia ya r/K ilikuwa wakati fulani muhimu sana wa urithi ambao hautumiki tena kwa madhumuni ya nadharia ya historia ya maisha.
Hivi majuzi zaidi nadharia pana ya kubadilikauwezo na uendelevu unaokuzwa na S. S. Holling na Lance Gunderson umefufua shauku katika nadharia na wanaitumia kama njia ya kuunganisha mifumo ya kijamii, uchumi na ikolojia.
Ikolojia ya Metapopulation
Ikolojia ya Metapopulation ni modeli iliyorahisishwa ya mandhari katika maeneo ya viwango tofauti vya ubora. Wahamiaji wanaohama kati ya tovuti wameundwa katika msururu wa watu kama vyanzo au sinki. Katika istilahi za metapopulation, kuna wahamiaji (watu wanaoondoka kwenye tovuti) na wahamiaji (watu wanaohamia tovuti).
Miundo ya mchanganyiko wa watu huchunguza mienendo ya tovuti baada ya muda ili kujibu maswali kuhusu ikolojia ya anga na idadi ya watu. Dhana muhimu katika ikolojia ya ujumuishaji wa idadi ya watu ni athari ya uokoaji, ambapo sehemu ndogo za ubora wa chini (yaani sinki) hudumishwa na wimbi la wahamiaji wapya wa msimu.
Muundo wa idadi ya watu hubadilika mwaka hadi mwaka, ambapo baadhi ya tovuti huzama, kama vile miaka kavu, na kuwa chemchemi wakati hali ni nzuri zaidi. Wanaikolojia hutumia mchanganyiko wa mifano ya kompyuta na masomo ya uwanjani kuelezea muundo wa metapopulation. Muundo wa umri wa idadi ya watu ni uwepo wa wawakilishi wa umri fulani katika idadi ya watu.
Autoecology
Neno la zamani ikolojia (kutoka Kigiriki: αὐτο, auto, "self"; οίκος, oikos, "kaya" na λόγος, logos, "maarifa"), hurejeleatakriban katika uwanja sawa wa masomo na ikolojia ya idadi ya watu. Inafuata kutoka kwa mgawanyiko wa ikolojia katika autecology - utafiti wa aina binafsi kuhusiana na mazingira - na synecology - utafiti wa makundi ya viumbe kuhusiana na mazingira - au ikolojia ya jamii. Odum (mwanabiolojia wa Kiamerika) aliamini kuwa sinekolojia inapaswa kugawanywa katika ikolojia ya idadi ya watu, ikolojia ya jamii, na ikolojia ya mfumo ikolojia, akifafanua ikolojia ya kiotomatiki kama "ikolojia ya spishi".
Hata hivyo, kwa muda wanabiolojia wametambua kuwa kiwango kikubwa cha mpangilio wa spishi ni idadi ya watu, kwa sababu katika kiwango hiki kundi la jeni la spishi linalingana zaidi. Kwa hakika, Odum alizingatia "autoecology" kama "mwenendo wa sasa" katika ikolojia (yaani, neno la kizamani), ingawa alijumuisha "ikolojia ya spishi" kama mojawapo ya sehemu nne za ikolojia.
Chapisho la kwanza la Ikolojia ya Idadi ya Watu (hapo awali liliitwa Utafiti wa Ikolojia ya Idadi ya Watu) lilitolewa mwaka wa 1952.
Majarida ya utafiti kuhusu ikolojia ya idadi ya watu yanaweza pia kupatikana katika majarida ya ikolojia ya wanyama.
Mienendo ya idadi ya watu
Mienendo ya idadi ya watu ni tawi la sayansi ya maisha ambalo huchunguza ukubwa na muundo wa umri wa idadi ya watu kama mifumo inayobadilika, na michakato ya kibayolojia na kimazingira inayoiendesha (kwa mfano, viwango vya kuzaliwa na vifo, uhamiaji na uhamiaji). Mifano ya matukio ni kuzeeka kwa idadi ya watu, ukuaji au mnyweo.
Ukuaji wa hali ya juu hufafanua uzazi usiodhibitiwa. Hii ni kawaida sana kuona katika asili. Ongezeko la idadi ya watu limeongezeka sana katika miaka 100 iliyopita.
Thomas M althus aliamini kuwa ongezeko la watu lingesababisha idadi kubwa ya watu na njaa kutokana na ukosefu wa rasilimali, ikiwa ni pamoja na chakula. Katika siku zijazo, watu hawataweza kulisha idadi kubwa ya watu. Dhana ya kibayolojia ya ukuaji mkubwa ni kwamba kiwango cha ukuaji kwa kila mwananchi ni thabiti. Ukuaji hauzuiliwi na uhaba wa rasilimali au uwindaji.
Mienendo ya idadi ya watu imetumika sana katika matumizi kadhaa ya nadharia ya udhibiti. Kwa kutumia nadharia ya mchezo wa mageuzi, michezo ya idadi ya watu inatumika sana kwa miktadha mbalimbali ya viwanda na ya kila siku. Inatumika sana katika mifumo ya pembejeo nyingi, pato nyingi (MIMO), ingawa inaweza kubadilishwa kwa matumizi katika mifumo ya pembejeo moja, pato moja (SISO). Baadhi ya mifano ya maombi ni kampeni za kijeshi, usambazaji wa rasilimali kwa usambazaji wa maji, usambazaji wa jenereta zilizosambazwa, majaribio ya maabara, matatizo ya usafiri, matatizo ya mawasiliano. Kwa kuongeza, pamoja na muktadha wa kutosha wa matatizo ya uzalishaji, mienendo ya idadi ya watu inaweza kuwa suluhisho bora na rahisi kutumia ili kudhibiti matatizo. Tafiti nyingi za kisayansi zimefanyika na zinaendelea.
Ongezeko la watu
Ongezeko la idadi ya watu hutokea wakati idadi ya spishi inapozidi uwezo wa kubeba wa niche ya ikolojia. Hii inaweza kuwa matokeoongezeko la kiwango cha kuzaliwa (kiwango cha uzazi), kupungua kwa kiwango cha vifo, ongezeko la uhamiaji au biome isiyoweza kudumu, na kupungua kwa rasilimali. Zaidi ya hayo, hii ina maana kwamba ikiwa kuna watu wengi sana katika makazi moja, watu hupunguza rasilimali zilizopo ili kuishi. Muundo wa umri wa idadi ya watu hauna jukumu maalum.
Porini, idadi kubwa ya watu mara nyingi husababisha wanyama wanaokula wenzao kuongezeka. Hii ina athari ya kudhibiti idadi ya mawindo na kuhakikisha kwamba inabadilika na kupendelea sifa za kijeni zinazoifanya isiwe hatarini kwa wanyama wanaowinda wanyama wengine (na mwindaji anaweza kubadilika pamoja).
Kwa kukosekana kwa wanyama wanaokula wenzao, spishi hufungwa na rasilimali wanazoweza kupata katika mazingira yao, lakini hii si lazima kudhibiti ongezeko la watu. Angalau kwa muda mfupi. Ugavi mwingi wa rasilimali unaweza kusababisha kuongezeka kwa idadi ya watu ikifuatiwa na shida ya idadi ya watu. Panya kama vile lemmings na voles wana mizunguko hii ya ukuaji wa haraka wa idadi ya watu na kupungua kwa baadae. Idadi ya sungura wa viatu vya theluji pia hubadilika kwa kasi kwa mzunguko, kama vile mmoja wa wanyama wanaowinda wanaowawinda, lynx. Kufuatilia mtindo huu ni rahisi zaidi kuliko kutambua jenomu ya idadi ya watu.
