dr hab. Andrzej Tomek, prof. Wydział Leśny w Poznaniu Teoria populacji

dr hab. Andrzej Tomek, prof. wizyt. Wydział Leśny UP w Poznaniu Teoria populacji 1. Definicje 2. Czy populacja jest realnym bytem czy abstrakcją ? – kongruencje 3. Właściwości populacji (wskaźniki demograficzne) 4. Wykorzystanie zasobów przez osobniki 5. Populacja jako przedmiot badań i podmiot zarządzania Studium Podyplomowe „Gospodarka łowiecka i ochrona zwierzyny” Poznań, 20 grudnia 2013

Definicje: 1) Słownik języka polskiego: 2) Demografia (socjologia): Populacja to: 1) Słownik języka polskiego: Zespół jednostek ludzkich żyjących na tym samym obszarze, 2) grupa krzyżujących się osobników jednego gatunku izolowanych rozrodczo od innych grup; 2) Demografia (socjologia): Całość ludności kraju lub jego części (rejonu) 3) Statystyka: Całość zbioru elementów, z którego pobieramy próbę dla pomiaru tego zbioru 4) Genetyka: Reproduktywny system osobników należących do wspólnej puli genowej 5) Ekologia: Grupa organizmów tego samego gatunku, współwystępujących na określonym obszarze i w określonym czasie (Krebs 1997), Grupa organizmów tego samego gatunku zajmująca określoną przestrzeń i mająca cechy charakterystyczne będące wyłącznymi właściwościami grupy (Fruziński [W:] Krupka 1989),

Poziomy organizacji w biologii według Petrusewicza (1978) zmienione Protoplazma Komórka Tkanka Organ ORGANIZM Populacja Biocenoza Organizacja w organizmach Populacja według Petrusewicza (1978) jest to zintegrowana jednostka zbiorcza osobników tego samego gatunku, będąca zarazem poziomem organizacji w przyrodzie zbiorcze Jednostki

Kongruencje Między osobnikami rodzicielskimi i potomnymi Kongruencja – zgodność członu podrzędnego z nadrzędnym (z łaciny congruentia – zgodność, przystawanie) Kongruencje są to przystosowania osobników do życia w populacji; Są uważane za efektowne dowody na istnienie populacji jako nadrzędnego bytu Między osobnikami rodzicielskimi i potomnymi Altruizm, ochrona potomstwa, Karmienie i wychowywanie u ssaków Między osobnikami odmiennej płci Budowa narządów rozrodczych, etologia godów i aktywność gruczołów Między osobnikami tej samej płci Budowa broni turniejowej, etologia walk Między osobnikami w stadzie Gruczoły międzyraciczne, lustra podporządkowanie hierarchiczne

Lustro sarny jako przystosowanie kongruencyjne

Właściwości populacji Wielkość populacji (liczebność) Rozrodczość 3. Śmiertelność 4. Migracje 5. Wykorzystanie zasobów

Miarą liczebności populacji jest zagęszczenie Wielkość populacji określa jej liczebność i zasięg występowania Wielkość populacji – EMIGRACJA ŚMIERTELNOŚĆ ROZRODCZOŚĆ + IMIGRACJA Miarą liczebności populacji jest zagęszczenie

Rozrodczość Płodność jest pojęciem fizjologicznym i mówi i zdolności osobnika do wydawania potomstwa Rozrodczość jest pojęciem ekologicznym i określa liczbę potomstwa produkowanego w określonym czasie Rozróżniamy rozrodczość: potencjalną, rzeczywistą i realizowaną Konsekwentnie możemy wyróżnić przyrosty populacji: potencjalny, rzeczywisty i zrealizowany (tym ostatnim posługujemy się w gospodarce łowieckiej)

Tabela przeżywania (lx) i płodności (bx) kobiet w USA (dane z roku 1989 wg Krebsa 1997)

Reprodukcja populacji Wskaźnik reprodukcji netto liczba córek urodzonych w pokoleniu t + 1 liczba córek urodzonych w pokoleniu t Wskaźnik reprodukcji netto jest tempem wzrostu na pokolenie Jeżeli wskaźnik ten jest > 1 to populacja wzrasta, jeżeli = 1 zachowuje liczebność, jest < 1 to liczebność spada

Płodność łań i łaniek w LZD w Krynicy 8 osobników Mitchell i in. 1977 Tomek 2002 50 % 24 % 8 na 8 Szkocja (Glen Fles) LZD Krynica średnie stare Stare>11 (1939-1943) płodne 3,4,5 lat płodne od 6 lat Kröning i Vorreyer 1957 Wegge 1975 Clutton-Brock 1985 Mattioli 1993 63 % 60 % 57 % 55 % Mazury Koszalińskie Brandenburgia Norwegia (w. Hitra) Szkocja (w. Rhum) Włochy (Mesola) Łańki w wieku 1,5 roku wapiti Mitchell i Crisp 1981 Whitehead za Harper ‘93 96 % 93 % 58 % 49 % Szkocja (w. Scarba) Am. Północna Łanie ponad 2 lata Uwagi Autorzy Płod-ność Rejon bytowania Grupa samic Łanie z laktacją były w Szkocji o 13 kg (20 %) lżejsze od łań nie karmiących (Mitchell i in. 1977), a kondycja łań karmiących spada, co zapobiega zajściu w ciążę (Loudon i in. 1983). Łanie a także łańki bez embrionów były w LZD Krynica o 8 kg lżejsze od zapłodnionych, jednak różnica masy tusz karmiących i nie karmiących (1,9 kg) była nieistotna statystycznie, a więc kondycja łań nie spadała wskutek laktacji.

PRZYROST ZREALIZOWANY w proporcji do wszystkich łań (starych i młodych) Rejon Wskaźnik przyrostu w proporcji do łań Autor LZD Krynica 82 % Tomek 2002 Słowiński P. N. 59 % Dzięciołowski i in. 1995 Norwegia (kontynent) 47 – 63 % Wegge 1975 Norwegia (w. Hitra) 46 – 61 % Dania 55 % Jeppesen 1987 Francja (Wogezy) 55 – 61 % Klein 1992 Szkocja (w. Rhum) 28 –51 % Clutton-Brock i in. 1985 Polska (lasy nizinne) 38 % Bobek i in. 1982 Puszcza Białowieska I wariant II 47 % Kossak 1995

Śmiertelność Przyczyny śmiertelności: Środowiskowe (wyczerpanie rekwizytów niezbędnych do dalszego życia) Osobnicze (starość i wady organizmu) Populacyjne (konkurencja, kanibalizm) Biocenotyczne (drapieżnictwo, pasożytnictwo, choroby) Długość życia realizowana jest znacząco różna od długości potencjalnej; Odwrotnością śmiertelności jest przeżywalność

Śmiertelność naturalna jest warunkiem trwania populacji Śmiertelność gatunków rzadkich i ginących może mieć istotne znaczenie dla zachowania bioróżnorodności

Trzy typy krzywych przeżywania Typ I Homo sapiens Typ II Stułbia Typ III Słonka

Krzywe przeżywania wybranych gatunków zwierząt W młodym wieku śmiertelność jest wysoka Zwierzęta, które się uczą, zwiększają przeżywalność w średnim wieku

Migracje Rzadko występują populacje izolowane Efekt migracji na ogół się znosi (emigracja = imigracja) Przewaga emigracji występuje w populacjach o większym zagęszczeniu Przewaga imigracji następuje w populacjach o niskich zagęszczeniach lub w środowiskach o dogodnych warunkach

Modele wzrostu populacji

Literatura: Fruziński B. 1989. Ocena liczebności zwierzyny. [W: Krupka J. (red.) Łowiectwo]. PWRiL. Warszawa, 345-355. Krebs Ch. J. 1997. Ekologia - Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności. PWN Warszawa, 1-735. Łomnicki A. 1978. Individual differences between animals and the natural regulation of their numbers. Journal of Animal Ecology. 47:461-475. Petrusewicz K. 1978. Osobnik, populacja, gatunek. PWN. Biblioteka problemów. T. 239. Warszawa, 1-385.