Populationsekologi

Populationer varierar i storlek

”I år är det ett riktigt kantarellår!”

”Skörden slog fel i år”

”Mycket nyckelpigor i år!”

”Mycket fästingar i sommar”

Vilka faktorer som påverkar en

populations storlek

1.Abiotiska faktorer, väder och vind t

ex

Populationsekologi är studien av hur och varför populationer förändras

• En population är en grupp individer av

en enda art som finns på ett område.

• Individer av en population

– är beroende av samma resurser,

– påverkas av samma miljöfaktorer, och – interagerar och parar sig med varandra.

Storleken på en population beror på

1.Inflyttning & utflyttning

2.Födelse (Nativitet) och död (Mortalitet)

Dessa båda anges som t.ex. antal födda/döda per tusen individer och år.

Näringstillgången är det som

bestämmer hur stor nativiteten och mortaliteten blir

Migration = Flyttning

•Emigration = utflyttning

•Immigration = inflyttning

Migration beror huvudsakligen på

konkurrens!

Tätare populationer ⇒ mer stress

•Gäller även människan, eller hur?!

Exempel från människan

Emigrationen till USA under 1800-talet

Exempel från djurvärlden

Exempel från växtvärlden finns också – men

där kan inte en individ förflytta sig, utan det är fröna som gör det.

Populationsekologi studerar

– förändringarna i populationsstorlekar och – faktorer som reglerar storlekarna.

Potentiell förökning

• Om en organism får föröka sig

maximalt: Exponentiell tillväxt

Exempel: En E. coli 

delar sig var 20:e minut 1 → 2 → 4 → 8 → 16 → 32 → 64 →

Efter sex timmars tillväxt har en enda E. coli-cell blivit drygt 250 000!

Potentiell förökning = den teoretiskt möjliga förökningen

Det här händer ju inte!

Varför inte?

– Näringen tar slut – Platsen tar slut

– Mängden avträdesämnen byggs upp

– Inomartskonkurrens (intra specific competition)

http://www.youtube.com/watch?v=vF_E10e4Bzo

Tillväxten avtar oftast efter hand

• Miljöns motstånd

Områdets toleransgräns = bärförmåga

(Carrying capacity)

Vad bestämmer ett områdes

bärförmåga?

• Abiotiska faktorer!

• Biotiska faktorer!

Flera faktorer kan begränsa populationstillväxt

• Vid ökande populationstätheter kommer

täthetssberoende faktorer(density

dependent factors) resultera i

– minskande antal födslar och – ökande anta dödsfall.

Antal par i ett område M ed el ku ll st o rl ek 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 8 9 10 11 12 Talgoxe

• Inomartskonkurrens är

– konkurrens mellan individer av samma art om en begränsad resurs och

– är en täthetsberoende faktor som begränsar tillväxt i populationer.

• Begränsande faktorer (limiting factors)

kan vara

Täthet (skalbaggar/0.5 g mjöl) Ö ve rl ev an d e (% ) 0 20 20 40 60 80 100 40 60 80 100 120

• I många populationer påverkar abiotiska

faktorer t.ex. vädret populationsstorleken

långt före täthetsberoende faktorer blir

betydelsefulla.

• Täthetsoberoende faktorer(density

independent) är oberoende av

populationstätheten.

– eld och stormar

– habitatförstörelse av människan – säsongsförändringar i vädret

Månad Exponentiell

tillväxt

Plötslig minskning

Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

A n ta l b la d lö ss

En del populationer har cykliska massförekomster

• En del populationer varierar i täthet cykliskt.

(population cycles)

• Cyklisiteten kan bero på

– matbrist eller

Snöskohare Lodjur Årtal 1850 1875 1900 1925 0 3 6 9 L o p o p u la ti o n ss to rl ek (t u se n ta l) 0 40 80 120 160 H ar p o p u la ti o n st o rl ek (t u se n ta l) Mellanartskonkurrens

Symbios = att leva tillsammans

Organismer utnyttjar varandra

Antingen drar de nytta av varandra

(+), det spelar ingen roll (0) eller de

förlorar på det (-)

 Mellanartskonkurrens sker när populationer av två arter konkurrerar om samma begränsade resurs.

 Mutualism, båda arterna gynnas.

 Predation, en art (predatorn) dödar och äter en annan (bytesdjuret).

 Bete, ett djur konsumerar växtdelar och alger.

 Parasitism, värdväxten eller djuret lider av parasiten.

 Kommensalism, en art gynnas men den andra påverkas inte nämnvärt

Typ av

Mellanart-interaktion Effekt på art 1 Effekt på art 2 Exempel

Konkurrens - - Rödräv / fjällräv

Mutualism + + Växter /

mykorrihiza

Predation + - Rödräv /

skogsmus

Bete + - Fjärilslarv / blad

Parasitism + - Fästingar / rådjur

Efter att lejonen har ätit sig mätta på zebran, tar gamarna vid och sätter i sig det lejonen inte kan äta

Rhizobium är en slags bakterier som lever i ärtväxters rötter, och fixerar kväve åt dem (och sig själva)

Räv smittad med rävskabb

Växt och växtätare

Hur påverkas dessa arter av

symbios?

En utter som mumsar i sig fisk

Hur organismer utnyttjar varandra

Artkonkurrens (-, -)

• Arters liknande krav ⇒ konkurrens!

• Mellanartskonkurrens (interspecifik) = mellan arter

• Inomartskonkurrens (intraspecifik) = inom en art Vad kan man konkurrera om?

• föda

• boplatser • partners

• ljus (växter)

Allelopati

Växters utsöndrade gifter hindrar andra

växter att gro

Ex. Örnbräken, kvickrot

Mögelsvampar - Penicillium

chrysogenum producerar penicillin

Konkurrens kan uppkomma när en delad resurs är begränsad

 En ekologisk nisch är summan av organismens

användning av biotiska och abiotiska resurser i dess miljö. Organismens behov helt enkelt.

 Mellanartskonkurrens uppstår när nischerna hos två populationer överlappar varandra.

 Konkurrens sänker miljöns bärkraft för de konkurrerande populationerna eftersom resurser som används av en

EXTRAMATERIAL

En idealiserad modell förutsäger populationstillväxten

 Hastigheten i populationsökningen under ideala

förhållanden kallas exponentiell tillväxt. Den kan räknas ut med en ekvation, G = rN, där

• _{G är tillväxthastighet hos populationen,} • _{N är populationsstorleken, och}

• _{r är per capita tillväxten (medelbidraget av varje individ till} populationstillväxten).

 Till slut kommer en eller flera begränsande faktorer att förhindra populationstillväxt.

Tid (månader) P o p u la ti o n s st o rl ek ( N ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 G = rN

Exponentiell tillväxt av kaniner,

• Den logistiska tillväxtmodellen är en beskrivning av

idealiserad populationstillväxt som är hämmad av

begränsande faktorer när populationsstorleken ökar.

• För att beskriva logisktisk tillväxt, multiplicerar man

rN

med ett uttryck som beskriver effekten av

begränsande faktorer på den växande populationens

storlek.

•

_K

_{står för miljöns bärkraft, d.v.s. den maximala}

populationsstorleken en viss miljö kan försörja.

En idealiserad modell förutsäger populationstillväxten

© 2012 Pearson Education, Inc.

G = rN (K  N) K

Årtal 1915 1925 1935 1945 0 2 4 6 8 10 A n ta l s jö le jo n h a n a r (t u se n ta l) G = rN (K  N) K

G  rN K 0 Tid A n ta l in d iv id er ( N )  G rN (K  N) K

Effekter av K på tillväxthastigheten när N närmar sig K, K=1 000, r=0,1