Populasjonsøkologi

Innen populasjonsøkologi ønsker man å forklare fordeling og forekomst av de biologiske artene i lokalt og globalt perspektiv. Populasjonsøkologien omhandler populasjonstetthet (antall per arealenhet), spredning, aldersstruktur i populasjonen med tilhørende  vekst-, fødsels- og dødsrate (demografi).  Populasjonsøkologi er således et av de mer omfattende fagområdene i biologien, og integrerer biologi, geologi, geografi, kjemi, meteorologi og oseanografi. 

Man ønsker å finne felles egenskaper og trekk ved alle populasjoner. Populasjonsøkologi har betydning i fiskerier og høsting av bestander, for utrydningstruete arter, samt for skog- og landbruk.   Noen fugler er forutbestemt hvor mange egg som legges i et reir, men noen fortsetter til reiret er fullt avhengig av hvor mange unger foreldrene er i stand til å fostre opp. Reproduksjon er et kompromiss mellom kostnader og fordeler med store ungekull. En god økologisk strategi gir størst mulig fordeler med minst mulig kostnader.

En populasjon er en gruppe individer av samme art  som lever sammen på et definert område på samme tid. Individene kan parre seg med hverandre. En populasjon  utnytter de samme ressurser, og derved kan populasjonsvekst ikke fortsette i det uendelige. Populasjonstettheten er antall individer per arealenhet. Populasjonen har egenskaper som er forskjellig fra individene som danner populasjonen. Populasjonene har grenser og størrelse, men det kan være flytende grenser mellom populasjoner, undersøkt bl.a. ved radiotelemetri. En populasjon kan beskrives ut fra fordeling av kjønn alder og størrelse.   En populasjon består av en samling gener med allelfrekvenser som over tid endrer seg ved naturlig seleksjon. Naturlig seleksjon gir adaptive forandringer i populasjonen. Populasjonsdynamikken sier noe om endringer i populasjonen over tid.  En populasjon kan bestå av enkeltindivider eller en samling av individer organisert i en modul.

Populasjonen påvirkes av de samme omgivelsesfaktorene og samvirker med miljøet. Det er biotiske og abiotiske faktorer som regulerer populasjonsstørrelsen. Disse faktorene er ressurser som populasjonen besitter, mat og parringspartnere, men også predatorer og sykdomsfremkallende organismer. 

Populasjonstetthet angis som antall individer per areal eller volumenhet ved et gitt tidspunkt.   Populasjonstettheten er sesongavhengig og varierer fra år til år på samme habitat, og det skjer endringer i populasjonsstørrelsene. 

Populasjonsstørrelsen er uttrykt per capita (per individ). Hos mennesker beregnes fødsels- og dødsraten per 1000 mennesker per år.    Individene i populasjoner er spredt over et areal innenfor grensen av populasjonen. Ofte er det vanskelig å få telt alle individene i en populasjon og derfor brukes forskjellige prøvetakingsteknikker for å lage et estimat av populasjonens tetthet og størrelse.

   En av metodene går ut på å bestemme antall individer i et representativt prøveområde i form av ruteanalyse i kvadrater eller linjeanalyse i transekter (plantesosiologi). Estimatet blir mer nøyaktig desto flere prøveflater eller transekter man opererer med. Populasjonsstørrelsen kan også estimeres ut fra spor, antall reir, bol, eller hi. Man kan også telle antall avføringer (feces, ekskrementer, møkk), samt gjøre DNA-analyser av avføringsprøvene. Antall solitære fugl kan bestemmes ut fra lyd (fuglesang)  langs et transekt, i grålysning og skumring hvor aktiviteten ofte er størst.

En annen metode går ut på fangst, merking, slipp fri og gjenfangst. I denne metoden f.eks. Petersons metode (etter den danske fiskeeksperten C.G.J. Petersen 1898) fanges og merkes et antall dyr av populasjonen og etter en tid gjøres det gjenfangst. Man antar at det er lik sannsynlighet for gjenfangst av merkede og umerkede dyr, at de merkete har samme dødelighetsrate som de umerkete og at merkete dyr ikke lar seg lettere fange.

\(\displaystyle\frac{\text{Antall merkete i 2. prøve}}{\text{Totalt antall fangeti 2.prøve} }=\frac{\text{Merkete dyr i 1. prøve}}{\text{Total populasjon}}\)

F.eks. hvis man starter med å fange 12 dyr som merkes og slippes fri. I gjenfangsten i 2. prøve fanges 20 dyr hvorav 4 er merket. Det blir estimatet av populasjonen N:

4/20=12/N hvor N=60. Cormack, Jolly og Seber utviklet en modell for populasjonsberegninger basert på merking og gjenfangst. Merking-gjenfangst kan også analyseres som en hypergeometrisk fordeling.

Er populasjonene store er de mindre utsatt for tilfeldig (stokastisk) utryddelse. Populasjonen har et spredningsmønster (dispersjon) som kan være klumpet, uniform eller tilfeldig. Populasjonens omfang er de geografiske grensene som individene i populasjonen lever innenfor. Individene i populasjonen er klumpet når de er samlet og konsentrert i grupper på bestemte områder eller flekker. Ressursene er ofte klumpet fordelt og  dette påvirker populasjonsfordelingen. Klumpingen kan også skyldes parring og  sosial atferd i familiegruppe, samt at flere øyne ser en predator. Individene kan også være spredt uniformt eller jevnt utover.

Unform fordeling skyldes mer jevn fordeling enn det som er tilfeldig forventet.  Dette kan skyldes konkurranse om ressurser  slik at individene må ha et bestemt territorium for spising og parring. I en sjøfuglkoloni forekommer reirene i en fast avstand fra hverandre. Toksiske stoffer utskilt fra røtter kan gi en uniform fordeling av planter. Tilfeldig fordeling av individer kan sannsynligvis også forekomme, selv om det kan stilles spørsmålstegn om denne fordelingen finnes i virkeligheten. Man kan teste om det er ikke-tilfeldighet ved å sammenligne med Poisson fordeling som er tilfeldig.

Noen arter har stabile populasjoner fra år til år, mens noen som mus, lemen og hare har sykliske svingninger i populasjonene som resulterer i fluktuasjoner i de tilhørende predatorbestander. Dødeligheten i naturlige populasjoner er tetthetsavhengige. Når tettheten øker så øker dødeligheten pga. økt predasjon, konkurranse, sykdom, matmangel og færre gjemmesteder. For populasjoner som vokser i trinn som ettårige planter fører det til ikke-logistisk vekst, selv om fødsels- og dødsrate er tetthetsavhengig.

Bærekapasiteten er ikke konstant. Nær bærekapasiteten vil det bli mangel på mat og det blir økt intraspesifikk konkurranse. Dette danner grunnlaget for tetthetsavhengig vekst. Etter hvert som tettheten av populasjonen øker minsker populasjonsøkningen. Dette gir sykliske svingninger i populasjonen som hos lemen, hvor det med jevne mellomrom skjer en sterk økning i populasjonen som ender med et populasjonskræsj. Populasjonen av lemen påvirker populasjonene av predatorer, og det blir en økt rovdyr- og rovfuglbestand med økende tetthet av lemen. Når predatorene spiser lemen i stedet for rype kan rypebestanden øke. Med økende tetthet av lemen minsker mattilgangen og populasjonen blir lettere utsatt for sykdom. Dette er de tetthetsavhengige faktorer. Konkurranse mellom individer innen samme populasjon kalles intraspesifikk konkurranse.  Intraspesifikk konkurranse gir selvtynning av populasjonen. Hos dyr medfører intraspesifikk konkurranse redusert vekst, økt dødlighet, reduserte fødsler og alder for seksuell modning økes. Konkurranse med populasjoner med andre arter kalles interspesifikk konkurranse.  Det kan hende at mange av dagens organismer ikke konkurrerer fordi det gjennom evolusjonen har blitt selektert på adapsjon til konkurransen. Dominante individer kan utnytte ressurser på bekostning av alle, eller alle individene kan dele på de begrensede ressursene. Eksperimenter som kan benyttes til å studere konkurranse er å fjerne en art eller å introdusere en art og se hvordan dette påvirker økosystemet.  Tetthetsuavhengige faktorer er ofte abiotiske som tørke, frost, vannmangel.

 Semelpare arter bruker all energi på en veldig stor reproduksjon f.eks. laks, agave, og noen insekter. Lobelia telekii er semelpar og har big-bang-reproduksjon.

Young, T.P.: Evolution of semelparity in Mount Kenya lobelias. Evolutionary Ecology 4 (1990) 157-171.

Iteropare arter har gjentatt reproduksjon gjennom flere sesonger eks. virveldyr og flerårige trær og busker. De tilsvarende botaniske termene er monokarpe som er planter som dør etter å ha båret frukt en gang, og polykarpe som produserer frø i  mange sesonger.  Det finnes r-selekterte og K-selekterte arter. Arter som har kort livsløp, blir tidlig voksne og har liten kropp er r-strateger som har høy fertilitet, får mange avkom og tar lite vare på avkommet. Dette er opportunister som raskt utnytter en ledig nisje og midlertidige habitater, og det er stor variasjon i populasjonsstørrelsen. Eksempler på r-seleksjonsstrategi er  ettårige planter, insekter og små pattedyr. K-strateger med K-seleksjon har en langt livsløp, sakte utvikling, stor kropp som voksen, lav reproduksjonsrate og få avkom, og det tas vare på avkommet vha. høy foreldreinvestering, lav dødelighet, og sakte spredning.  Eksempler på K-seleksjonsstrategi er elefant, primater og eiketrær, og disse har ofte relativt konstant populasjonsstørrelse.
Teksten er hentet fra Økologi

Tilbake til hovedside

Publisert 7. feb. 2019 08:29 - Sist endret 6. mars 2020 08:51