עמידות סביבתית: גורמים ודוגמאות - סביבה - 2025

ההתנגדות הסביבתית הם הגורמים אשר יחד להגביל את הצמיחה של אוכלוסייה טבעית. אלה יכולים להיות תלויים בצפיפות אוכלוסייה, כמו תחרות, טורפים, טפילים או איכות הסביבה. הם יכולים גם להיות בלתי תלויים בצפיפות כמו אסונות או עונתיות במזג האוויר.

בהיעדר גורמים רגולטוריים סביבתיים, כל אוכלוסיה טבעית תגדל בהתאם לפוטנציאל הביוטי שלה, באופן אקספוננציאלי. עם זאת, השפעות ההתנגדות הסביבתית מגבילות את גידול האוכלוסייה ומגיעות לאיזון.

חיזוי גורם התנגדות סביבתית צפופה. מחבר: www.flirck.com

האינטראקציות השונות בין הגורמים המפעילים התנגדות סביבתית בגידול האוכלוסייה מייצרים דינמיקת אוכלוסיה משתנה מאוד.

אוכלוסיות בדרך כלל מגיעות לשיווי משקל דינאמי שמיוצג באופן גרפי בעקומות המתנדנדות סביב ערך שיווי משקל.

מהי עמידות סביבתית?

המודל הפשוט ביותר לדינמיקה של אוכלוסייה מניח כי בתנאים סביבתיים מיטביים, מספר האנשים עולה בהתאם לפוטנציאל הביוטי של האוכלוסייה.

במילים אחרות, קצב הגידול לנפש (r) תמיד זהה, לא משנה מה גודל האוכלוסייה. במסגרת הנחות אלה, גידול האוכלוסייה יהיה מעריכי.

בטבע אוכלוסיות יכולות לצמוח באופן אקספוננציאלי בשלב ראשוני, אך אינן יכולות לשמור על דינמיקה זו עד אין קץ. ישנם גורמים המגבילים או מווסתים את הגידול באוכלוסייה זו. סכום הגורמים הללו מכונה התנגדות סביבתית.

גורמים המפעילים התנגדות סביבתית פועלים להפחתת קצב הגידול לנפש ככל שהאוכלוסייה מתקרבת לגודל האופטימלי שלה, הידוע יותר ככושר נשיאה.

דינמיקה זו יוצרת צמיחה לוגיסטית המגיעה בדרך כלל לשיווי משקל דינאמי, עם תנודות תקופתיות יציבות סביב כושר העומס (K).

גורמי עמידות לסביבה

-תלות בלתי תלויה

כאשר הגורמים המייצרים התנגדות סביבתית אינם תלויים בצפיפותם של פרטים, אומרים כי הם אינם תלויים בצפיפות.

גורמים מסוימים שאינם תלויים בצפיפות יכולים להופיע מדי פעם בעונות השנה, כמו שריפה, בצורת, שיטפון או כפור. אלה מתערבים בוויסות גודל האוכלוסייה.

בכך שהם מהווים בסיס חוזר ונשנה שנה אחר שנה, הם מפעילים לחץ סלקטיבי מתמיד, אשר לעיתים עורר התאמות ספציפיות אצל אנשים אשר איפשרו להם להגדיל את כושרם ולשרוד שנה אחר שנה, למרות השפעתו הרגולטורית.

השפעות אחרות שאינן תלויות בצפיפות אקראיות, כמו שינויים קיצוניים באקלים, התפרצויות געש ואסונות טבע אחרים, עלולות לגרום לשינויים לא יציבים באוכלוסיות. הם לא יכולים לשמור על גודל האוכלוסייה ברמות קבועות או בנקודת שיווי משקל.

-תלות בלתי תלויה

אם הגורמים המווסתים את גידול האוכלוסייה תלויים בצפיפות של אנשים, אז הם נקראים תלויים בצפיפות. גורמים אלה יכולים להיות אביוטיים או ביוטיים.

גורמים אביוטיים

גורמי התנגדות סביבתית התלויה בצפיפות הם אלה המתרחשים כאשר העלייה בגודל האוכלוסייה משנה את התנאים הפיזיקו-כימיים של בית הגידול.

לדוגמא, צפיפות אוכלוסייה גבוהה יכולה ליצור הצטברות של פסולת מזיקה שמפחיתה את ההישרדות או את שיעור ההתרבות של אנשים.

גורמים ביוטיים

גורמים ביוטיים הם אלה הנובעים מהאינטראקציה בין פרטים ממין או מזן אחר. למשל, תחרות, טורפים וטפילות.

תַחֲרוּת

תחרות מתרחשת כאשר המשאבים החיוניים שבהם משתמשים אנשים מאותו מין או שונה מוגבלים. חלק מהמשאבים המגבילים יכולים להיות חומרים מזינים, מים, טריטוריה, מקלטים מטורפים, אנשים בני המין השני, אור, ואחרים.

ככל שהאוכלוסייה גדלה, זמינות המשאבים לנפש פוחתת, ובכך מקטינה את שיעור הרבייה של הפרטים ואת קצב הגידול של האוכלוסייה. מנגנון זה מייצר דינמיקה של צמיחה לוגיסטית.

חיזוי

טורף הוא סוג של אינטראקציה בין מינים, לפיה אדם מסוג אחד (טורף) צוד אדם של מין אחר (טרף) כדי לצרוך אותו למאכל. בסוג זה של אינטראקציה צפיפות כל אוכלוסיה מפעילה תקנה על האחרת.

ככל שהטרף מגדיל את גודל אוכלוסייתו, אוכלוסיית הטורף גדלה בגלל זמינות המזון. אך ככל שצפיפות הטורפים גדלה, אוכלוסיית הטרף פוחתת כתוצאה מעלייה בלחץ הטורף.

אינטראקציה מסוג זה מייצרת עקומות גידול באוכלוסיה שיווי המשקל שלהן דינאמי. לא ניתן להגיע לגודל אוכלוסיה סטטי ביכולת הנשיאה, אולם האוכלוסיות מתנדנדות כל הזמן סביב ערך זה.

טְפִילוּת

טפיליות היא אינטראקציה שבאמצעותה נהנה אינדיבידואל מזן אחד (טפיל) מיחידים מזן אחר (מארח), ומביא לירידה בסבירותם לשרוד או להתרבות. במובן זה, זה נחשב גם כמנגנון ויסות אוכלוסין.

האינטראקציה בין טפילים למארחים יכולה ליצור דינמיקה הדומה לזו של טורפים וטרף. עם זאת, המגוון של סוגי האינטראקציות בין מארח טפיל בטבע הוא אינסופי, ולכן ניתן ליצור גם דינמיקה מורכבת יותר.

-אינטראקציות

בטבע, ההשפעות התלויות והעצמאיות של צפיפות קשורות בוויסות אוכלוסיות, ומייצרות מגוון גדול של דפוסים.

ניתן לשמור על אוכלוסייה קרוב ליכולת הנשיאה על ידי גורמים תלויים בצפיפות, ובסופו של דבר חווים ירידה חדה כתוצאה מקטסטרופה טבעית עצמאית בצפיפות.

דוגמאות

גידול חיידקי

כאשר זורע חיסון של חיידקים במדיום תרבות, ניתן לראות עקומת גדילה עם ארבעה שלבים. בעקומה זו ניתן להעריך בבירור את הצמיחה האקספוננציאלית הראשונית ואת השפעת הרגולציה הסביבתית.

תחילה ניכר שלב נייח ולבסוף השפעה בירידה בגודל האוכלוסייה.

בשלב ההסתגלות הראשון חיידקים אינם מתרבים, אלא במקום זאת מסנתזים RNA, אנזימים ומולקולות אחרות. בשלב זה לא נצפתה גידול באוכלוסייה.

עקומת גדילה חיידקית. מחבר: M • Komorniczak -talk-Illustration מאת: Michał Komorniczak קובץ זה פורסם ב- Creative Commons 3.0. ייחוס-שיתוף דומה (CC BY-SA 3.0) אם אתה משתמש באתר האינטרנט שלך או בפרסום שלך בתמונות שלי (מקוריות או משונות), אתה מתבקש למסור לי פרטים: Michał Komorniczak (פולין) או Michal Komorniczak (פולין). למידע נוסף, כתוב לכתובת הדואר האלקטרוני שלי: דרך Wikimedia Commons

בשלב הבא מתרחשת חלוקת תאים. חיידקים מתרבים באמצעות היתוך בינארי, תא אחד מתחלק לשני תאי בת.

מנגנון זה מייצר גידול מעריכי בו גודל האוכלוסייה מכפיל את עצמו בכל פרק זמן רצוף. עם זאת, שלב זה אינו יכול להימשך עד אינסוף מכיוון שהחומרים המזינים בסביבה מתחילים להיות מגבילים.

השלב השלישי של העקומה נייח. הפחתה בחומרים המזינים והצטברות הרעלים מביאים להפחתה בשיעור גידול האוכלוסייה עד להגיע לערך קבוע במספר החיידקים. בשלב זה קצב ייצור החיידקים החדשים מאוזן בשיעור המוות של החיידקים.

בשלב האחרון של העקומה יש ירידה פתאומית במספר החיידקים. מצב זה מתרחש כאשר כל חומרי התזונה במדיום התרבות התמצאו והחיידקים מתים.

לינקס וארנבות

הדוגמה האופיינית לוויסות אוכלוסייה בין אוכלוסיות טורפים וטרף היא זו של לינקס וארנבת. ירידה בגודל האוכלוסייה של חרבונים מייצרת ירידה במספר הלינקסים.

מספר קטן יותר של לינקס מפחית את לחץ הטורפים של ארנבות ובתורו מייצר עלייה במספר הלינקס.

חשוב לקחת בחשבון כי הדינמיקה של אוכלוסיית החארות מתווכת גם בזמינות המזון עבורם.

דינמיקת אוכלוסייה הנוצרת על ידי ויסות סביבתי בין לינקס (טורפים) לארנבים (טרף). מחבר: CNX OpenStax, באמצעות Wikimedia Commons

למינגס

מקרה מקרה מעניין מתרחש עם הלמינגים בגרינלנד. אוכלוסיית היונקים הללו מוסדרת על ידי ארבעה מינים טורפים: ינשוף, שועל, מין של ציפור והסרמינה (Mustela erminea).

שלושת הראשונים הם טורפים אופורטוניסטיים הניזונים מלימוסים רק כשהם בשפע. ואילו הסרמין ניזון אך ורק מלימינגים.

אינטראקציה זו בין הגורמים הרגולטוריים השונים מייצרת תנודות תקופתיות בגידול האוכלוסייה המייצרות מחזורים ארבע שנים בלמינגים. ניתן להסביר דינמיקה זו באופן הבא.

כאשר הלמינגים נמצאים בגדלים נמוכים של אוכלוסייה, הם נטרפים רק על ידי סטואטים. מכיוון שיש לו לחץ טורפים נמוך יחסית, הוא מגדיל במהירות את גודל האוכלוסייה שלו.

ככל שאוכלוסיית הלמינגים גדלה, טורפים אופורטוניסטים מתחילים לצוד אותם בתדירות גבוהה יותר. מצד שני, סטואוטים גם מגדילים את גודל האוכלוסייה שלהם, מכיוון שיש זמינות גדולה יותר של אוכל. מצב זה מייצר גבול תלוי בצפיפות על אוכלוסיית הלמינגים.

הגידול במספר המינים הטורפים ובגודל אוכלוסיותיהם מייצר לחץ טורף חזק מאוד על הלמינגים, וגורם לירידה פתאומית בגודל האוכלוסייה.

ירידה זו בטרף באה לידי ביטוי בירידה בגודל האוכלוסייה של סטואטים בשנה שלאחר מכן, עקב ירידה באוכל, החל מחזור חדש.

הבדל בפוטנציאל הביוטי

פוטנציאל ביוטי הוא יכולת הגידול המרבית של אוכלוסייה טבעית הנתונה לתנאים סביבתיים מיטביים.

לדוגמא, כאשר האוכל בשפע, התנאים הסביבתיים של לחות, pH וטמפרטורה הם חיוביים, ואינדיבידואיהם אינם חשופים לטורפים או למחלות.

קשר תיאורטי בין פוטנציאל ביוטי, עמידות סביבתית ויכולת נשיאה. שונה מ-: flickr.com/photos/internetarchivebookimages

מאפיין אוכלוסייה זה נקבע על ידי יכולת הרבייה של פרטים (בדרך כלל נקבות), כלומר על פי כמה צאצאים שהוא מסוגל לייצר לאורך כל חייו, התלוי בגיל ההתרבות הראשון, מספר ילדים בכל אירוע רבייה ושל התדירות והכמות של אירועים אלה.

הפוטנציאל הביוטי של אוכלוסייה מוגבל על ידי עמידות סביבתית. האינטראקציה בין שני המושגים מייצרת את יכולת העומס.

הפניות

1. תורמים בוויקיפדיה. גידול חיידקי. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית, 2018. ניתן להשיג ב es.wikipedia.org.
2. Hasting, A. 1997. Biology Biology: Concepts and Models. שפרינגר. 244 עמ '.
3. Turchin, P. 1995. פרק 2: תקנת אוכלוסין: טיעונים ישנים וסינתזה חדשה. בתוך: קפוצ'ינו, נ '& מחיר דינמיקת אוכלוסייה PW: גישות וסינתזה חדשות. עיתונות אקדמית. לונדון, בריטניה.
4. טיילר מילר, ג'וניור וסקוט א. ספולמן. 2009. יסודות האקולוגיה. 5 ^כדי לערוך. ג 'טיילר מילר, ג'וניור וסקוט אי ספולמן. 560 עמ '.
5. תורמים בוויקיפדיה. (2018, 11 בדצמבר). פוטנציאל ביוטי. בויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. הוחזר 16:17, 22 בדצמבר 2018, מ- en.wikipedia.org.