Ekologie populací Osnova přednášky •Definice populace •Základní pojmy •Typy populací •Co je jedinec ? •Hierarchická struktura populace •Populace a přírodní výběr •Typy selekce •Populace jako dynamický systém •Limitující faktory •Formální vlastnosti populace • •Abundance a hustota populace •Disperze (distribuce) populace •Migralita – migrace •Metapopulace •Typy struktury populace •Dynamické vlastnosti populace •Natalita •Mortalita •Typy růstu populace •Životní strategie organismů •Dynamika, fluktuace, gradace Růst populace Global Population Growth, Surroundings, Resources, Protection PNG Transparent Image and Clipart for Free Download Růst populace člověka Ekologie populací - definice •V přírodě – hierarchická úroveň: - molekuly – organely – buňky – tkáně – orgány – orgánové soustavy – organismy – populace – společenstva – ekosystémy – krajina – biosféra • •Populace je soubor jedinců určitého druhu žijícího v určitém prostředí, které uspokojuje jeho požadavky na rozmnožování, přežívání a migraci. • •Ekologie populací – studuje základní životní procesy (pattern), jejich dynamiku a strukturu v populacích. • Ekologická hierarchie Ecologist - an overview | ScienceDirect Topics Základní charakteristiky populace •Homotypická •Ontogenetická •Časově vymezená •Osídlující určitý prostor •Vlastnosti populace jsou dědičné •Integrovaná ekologickými, evolučními a genetickými faktory • •Populace je rovněž úroveň určující jaké bude mít jedinec fitness – tj. jakým směrem se bude ubírat evoluce daného druhu – vnitrodruhová kompetice Hierarchie a evoluce 5.1 Hierarchies and Evolution - Digital Atlas of Ancient Life Ekologie populací – základní pojmy •Demografie – teoretický základ populační ekologie – vztah mezi populačními strukturami/vlastnostmi a populačním růstem •Teorie životních historií (life-history theory) – vztahy mezi životně důležitými znaky (life-history traits) a jejich společný vliv na fitness jedince •Populační dynamika – dynamika početnosti populace – analýza časových řad abundancí a experimentální studium kauzálních faktorů Typy populací I •Geografická populace – homotypický soubor jedinců osídlující geograficky rovnocennou oblast – stejné morfo-fyziologické vlastnosti - jiná doba rozmnožování, plodnost, migrace, složení potravy •Ekologická populace – soubor jedinců stejného druhu osidlující určitý biotop – liší se strukturou, hustotou, dynamikou •Lokální populace (subpopulace, dem) – soubor jedinců stejného druhu osidlujících stejné stanoviště, kteří se vzájemně kříží •Elementární populace – soubor jedinců osídlujících určité mikrobiotopy uvnitř daného stanoviště •Metapopulace – ve fragmentovaných habitatech, prostorově oddělené populace vzájemně propojené disperzí • Typy populací II •Přírodní versus experimentální populace • •Otevřené versus uzavřené populace • •Centrální versus periferní populace Co je to jedinec ? • Unitární organismus •Unitární organismus vzniká z jedné zygoty, tvar a forma tohoto jedince je predikovatelná (např. hmyz, ryby, ptáci savci). Jsou pohybliví. • • Modulární organismus •Modulární organismus – z jediné zygoty vzniká stavební prvek, modul, který dává vznik dalšímu modulu, tvoří se struktura,, která se rozrůstá a větví (např. většina rostlin, houby, polypi, koráli, mechovky, sumky – celkem 19 kmenů živočichů). Jsou silně proměnliví, nemají pevný tvar, jsou nepohybliví. Jak charakterizovat jedince ? •Unitární organismy •Modulární organismy Kategorie modulárních organismů • Rostliny Živočichové •rozpadající se okřehek (Lemna) nezmar (Hydra) •během života • •volně se větvící jetel (Trifolium) Pennaria sp. (Cnidaria) • •oddenky a výběžky „bizoní tráva“ (Buchloe) Camnanularia (Cnidaria) • •trsovité moduly kostřava (Festuca) Cryptosula sp (mechovka) • •mnohonásobně se dub (Quercus) Gorgonia sp. (rohovitka-korál) •větvící Příklady modulárních organismů Modulární organismy •Individuální modulární organismy – geneta – genetický jedince – produkt jedné zygoty • •Četnost modulů je často důležitější než četnost genet: • • modulypres = modulypast + vznik modulů – úhyn modulů • •Modularita vede k mimořádné proměnlivosti jedinců (stárnutí na úrovni modulů – opadávaní listů u stromů • •Modulární jedinci mají věkovou strukturu. Je dána buď stářím genet, nebo stářím modulů • Rostliny a živočichové s klonálním rozmnožováním •Mnoho rostlin a živočichů se rozmnožuje asexuálně a vytváří v podstatě klony geneticky identických jedinců. • •Příklady demonstrují: •1) Množení tzv. pučením – potomek se odškrcuje (pučí) na rodiči • •2) Apomiktické rozmnožování – potomek vzniká z neoplozeného vajíčka – partenogeneze • •3) Horizontální šíření – potomek vzniká během růstu a vývoje rodiče – modulární organismy Důležité rozdíly mezi unitárními a modulárními organismy •Taxonomické vlastnosti, podle nichž rozlišujeme druhy modulárních organismů, jsou převážně vlastnostmi modulu, nikoliv celého organismu • •Způsob interakce modulárních organismů s jejich prostředím je dán stavbou těchto organismů Hierarchická struktura populace Vztah mezi velikosti geografického areálu a počtem druhů: (a) severoamerických ptáků – 1370 druhů a (b) britských cévnatých rostlin – 1499 druhů Vztah mezi velikosti stanoviště a počtem druhů (u 523 druhů severoamerických savců – (a) velikost stanoviště (b) – zeměpisná šířka) Populace a přírodní výběr •Populace je základní jednotkou působení přírodního výběru • •Spolupůsobení heterogenity prostředí a variability genotypu populace • •Populace je ontogenetická – vlastnosti jedinců se v průběhu života jedinců mění a přenášejí do další generace • Populace a přírodní výběr (Darwin, 1842) •Organismy se rozmnožují, tj. potomci vypadají, chovají se, fungují atd. stejně jako jejich rodiče • •Mezi jedinci vznikají náhodné variace (rozdíly mezi rodiči), které jsou dědičné a přenášejí se na potomky • •Organismy produkují větší počet potomků, než kolik se uplatní v prostředí • •Někteří jedinci (díky svým fyziologickým etologickým vlastnostem) jsou úspěšnější než jiní a produkují více potomstva Teorie evoluce přírodního výběru Unit 2-3: Mechanisms of Evolution and Natural Selection – The Biology Classroom 1. Nadprodukce Každý druh produkuje více potomků , než kolik se dožije dospělosti 2. Heterogenita Jedinci tvořící populaci se vzájemně liší. 3. Selekce Někteří jedinci žijí déle a produkují více potomků než jiní. 4. Adaptace Vlastnosti jedinců, kteří přežívají a množí se, se stávají v populaci běžné. Variabilita fenotypů •Barevné varianty v populaci jedinců asijských slunéček druhu Harmonia axyridis. • • •Tyto rozdíly fenotypu se dědí, jsou tedy důsledkem variability v genotypu populace. • • •Jaký bude poměr jednotlivých variant, tedy homozygotů a heterozygotů ? Heterogenita fenotypů Natural Selection | BioNinja Hardy-Weinbergova rovnováha •p – proporce jedinců s alelami typu S •q – proporce jedinců s alelami typu A • •Platí vztah: • p + q = 1.0 • •Po umocnění: • (p+ q)2 = • •Se vypočte poměr: • p2 + 2pq + q2 = 1.0 •Genotyp SS SA AA Typy selekce – selekčního tlaku 1)Stabilizující selekce – pod vlivem této selekce mají extrémní fenotypy nižší reprodukci a přežívání 2) 2)Směrová selekce – část fenotypů mám větší reprodukci a přežívání 3) 3)Disruptivní selekce – průměrné fenotypy mají nižší reprodukci a přežívání Populace jako dynamický systém Populace jako dynamický systém •Populace – jedinci seskupení do struktur podle věku, vývojového stádia, hmotnosti atd. • •Podmínky – teplota, vlhkost, proudění, pH, salinita atd. • •Zdroje – teplo, vody, kyslík, prostor atd. • •Ostatní organismy – kompetice, predace, patogenní organismy, paraziti Proč studujeme populace ? •Početnost populace – abundance – počet jedinců v populaci •Příklad 1: 1. ledna má populace N1 = 100 jedinců • 1. ledna následujícího roku má N2 = 200 jedinců • Jaký bude počet jedinců za další rok ? N3 = 400 jedinců •Počet jedinců roste jako peníze v bance ! •Každoroční růst je dán úrokovou mírou a množstvím peněz ! •Pokles počtu jedinců v populaci – analogie • •Příklad 2: čas t 1: N = 100 jedinců • čas t 2: N = 50 jedinců • čas t 3: N = 25 jedinců • •Je to stejný proces – opačný charakter •Potřebujeme tedy metodu jak měřit míru růstu populace ! •Co ovlivňuje počty jedinců v populaci ? Limitující faktory - Liebigův zákon minima •Růst populace je limitován relativně nejvzácnějším zdrojem • •Zdroje mohou limitovat nejen růst a početnost konzumenta, ale také mohou regulovat populační růst • •Dynamický vztah mezi zdroji a konzumenty – tzv. regulace zdola – regulace prostřednictvím potravních zdrojů Limitující faktory ohrožených druhů Základní vlastnosti populace •Formální •Početnost (abundance) •Hustota (densita) •Disperze (distribuce) •Struktura • •Funkční •Plodnost (natalita) •Úmrtnost (mortalita) •Migralita •Růst a dynamika • Abundance a hustota populace •Abundance je součet všech jedinců v populaci •Obvykle se stanovuje ve vztahu k nějaké jednotce plochy nebo objemu – hustota •Relativní abundance - indexy •Absolutní densita – vztahuje se na jednotku plochy Abundance je v rámci a reálu rozšíření často velmi variabilní •Příklad: klokani v Austrálii Abundance je často velmi dynamická Hustota populace •Hustota (densita) – množství jedinců určitého druhu na jednotku plochy nebo objemu • •Vyjádření: Abundance (početnost) = Nm-2, N ha -1, Nml-1, Nl-1, p/h • Biomasa (váha živé hmoty) g m-2, kg ha-1 ,mg ml-1 , g l-1 • •Hustota absolutní – konkrétní počet jedinců •Hustota relativní – různé indexy nebo v % •Hustota hrubá – jedinci na ploše bez ohledu na rozdílnost míst •Hustota specifická – počet na jednotlivé plochy • Hustota malých a velkých organismů v přirozených populacích •Hustota v běžných jednotkách (např. m2 nebo m3) •Rosivky 5 000 000/m3 •Půdní členovci 500 000/m2 •Barnacles (přílipky) 20/100cm2 •Stromy 500/ha •Myši 250/ha •Jeleni 4/km2 • •Člověk – Holandsko 395/km2 • USA 31/km2 • Kanada 3,2/km2 Metody stanovení hustoty •Absolutní •Celkové sčítání •Vzorkování populace •Značkování populace •Relativní •Odhad •Smýkací metody •Lineární metody Metody stanovení hustoty populace •Celkové sčítání (census) – součet všech jedinců v populaci (velcí kopytníci, velryby, kolonie netopýrů •Vzorkování populace – součet jedinců v části populace - odběr reprezentativního množství vzorků – problémy se vzorkováním u nerovnoměrně distribuovaných jedinců •Určování relativní početnosti pomocí indexů – lineární versus nelineární indexy (korekce na saturaci) •CMR metody „capture-mark-recapture“, „catch-mark-release“ – stejná pravděpodobnost odchytu u všech zvířat – značení nesmí mít vliv na odlovitelnost •Sledování numerických změn se zřetelem na demografické procesy v populaci Metody CMR Lincoln – Patersonův index Metody CMR Vztah hustoty a hmotnosti těla Velikost živočichů a hustota populace průměrná hustota populace klesá s rostoucí velikostí těla Velikost rostlin a hustota populace Hustota populace rostlin klesá s rostoucí velikostí těla a jejich areálem rozšíření Různé rozmístění organismů 08_01.jpg Disperze (distribuce) populace •Disperze - vyjadřuje rozmístění jedinců v prostoru, tj. na demotopu - je to tzv. vnitropopulační rozptyl na určité ploše • •Nahodilá disperze – (nepravidelná) – vzácně se vyskytující •Rovnoměrná disperze – (pravidelná) – tam, kde je silná vnitrodruhová konkurence •Nahloučená disperze – (agregovaná) - nejčastější Typy disperze – grafické znázornění Nahodilá Rovnoměrná Nahloučená Typy rozmístění organismů Population Demography | Boundless Biology | | Course Hero Typy disperze populace Variabilita disperze •Rozdíly v disperzi mohou být dány geneticky (rozdílné genotypy šířících a nešířících se jedinců) •Rozdíly dané pohlavím •Sociální rozdíly – populace drobných sabvců –Sociální podřízenost –Geneticky daný polymorfismus –Rozptyl jedinců před nasycením a při nasycení populační hustoty –Sociální soudržnost Síly podporující agregaci - shlukování •Shodný výběr stanoviště •Přitažlivost jedinců – sobecké stádo (žádná ovce se nechce nechat sežrat) • • • •Přesycení predátora v čase •Distribuce jako kompromis • mezi faktory pro a proti shlukovaní Teorie sobeckého stáda potvrzena – 21stoleti.cz Disperze populace •Alliho princip – při agregaci se může zvyšovat vnitrodruhová kompetice, ale tento jev je kompenzován příznivým vlivem skupiny na jedince. • •Izolace jedinců – důsledek vnitrodruhové konkurence • •Disperze a isolace – se působením sezónních změn mění, např. vlivem vývoje a růstu populace Allee efekt Depensation - an overview | ScienceDirect Topics Miliardy ptáků se vracejí z teplých krajin, někteří překonají i tisíce kilometrů — ČT24 — Česká televize Migrace -migralita Rorýs východní – Seznam.cz Hus snežná | Naturfoto Albatros stěhovavý | Dílo náhody? Čáp bílý – Wikipedie Fotografie „Buřňák velký“ | Galerie Megapixel Jespák bojovný – Wikipedie Kukačka obecná - Cuculus canorus - PŘÍRODA.cz Migralita •Migralita (stěhování) – zahrnuje všechny pohyby nebo stěhování z jednoho místa na druhé uvnitř ekotopu i mimo něj •Tři typy migrace: migrace • emigrace • imigrace • Další pojmy: permigrace • komigrace • introdukce • invaze •Migrace – periodicky se opakující pohyb živočišných populací různého rozsahu a směru s pozdějším návratem do původního stanoviště • •Míra migrace – podíl migrantů v populaci (%) •Příklady: zajíc sněžný = 1 % • norník rudý = méně než 5% • vrabec domácí = 9% • sýkora koňadra = 36% • praví migranti = celá populace - sezónní migrace Stock fotografie Bílý Zajíc Sněžných Na Sněhu – stáhnout obrázek nyní - Zajíc měnivý, Sníh - Zmrzlá voda, Králík - Zajícovci - iStock Sýkora koňadra – Wikipedie Česká společnost prý není tolerantní a obává se migrace nejvíc z Evropy, tvrdí výzkum » BYZNYS NOVINY: Zpravodajství a publicistika z ČR i ze světa. Migralita Migralita – stěhování organismů - ppt stáhnout Irupce je masové nepravidelné vystěhování živočichů jednoho druhu. Irupce probíhá z oblasti přemnožení, kde je nedostatek potravy, do oblastí s nízkou konkurencí. Typy migrace Typy migrace Sezónní migrace motýlů Monarcha Biologická expanze afrických včel z jižní do střední a severní Ameriky Černá, velká včela. african bee. plakáty na zeď • plakáty detail, žlutý, malé | myloview.cz Míra migrace (expanze) různých populací živočichů • •Africké včely v Americe • •Králík v Evropě • •Kůň • •Holub v Eurasii • •Pěnkava • •Ranní Homo • •Jeleni • •Los • • • • Fragmentované habitaty - metapopulace Metapopulace většina populací má fragmentovaný charakter Fragmentace vrchovišť v Dorsetu (UK) • • •Srovnání stavu z roku 1759 a z roku 1978 Dynamika metapopulace •Mnoho druhů má strukturu metapopulací, pro kterou je charakteristický výskyt na mnoha isolovaných habitatech propojených vzájemně disperzí (migrací) • •Metapopulace jsou charakteristické opakovanou extinkcí a kolonizací. • •Dynamika početnosti metapopulací se odvozuje ze vztahu: • dp/dt = cp/1 –p - ep Struktura populace •Věková struktura - vyjadřuje poměrné zastoupení jednotlivých věkových tříd populace – nejčastěji: předreprodukční • reprodukční • postreprodukční •Váhová struktura – tam, kde nelze rozpoznat věk jedinců (např. u hlodavců) • •Pohlavní struktura – poměr pohlaví (sex ratio): primární • sekundární • terciální •Sociální struktura – studuje etologie Věková struktura populace populace v rozvoji stálá populace vymírající populace Věkové pyramidy •Věková struktura populace – udává relativní počet jedinců v jednotlivých věkových třídách • • •Věkové třídy jsou specifické kategorie jako např. roky, měsíce, vajíčka, larvy, kukly, larvální instary • • •Věkové pyramidy – při stabilní distribuci věkových tříd je jejich tvar stabilní • Věková struktura populace hraboše •Rostoucí populace •Stabilní populace Věková struktura populace 2 druhů jehličnanů jedle smolná jedle „alpinská“ Příklady věkové struktury populace člověka Natalita populace •Natalita – je dána rozením (vznikem) nových jedinců v populaci. • •Realizovaná natalita - je dána skutečným počte vzniklých potomků na jednu samici za jednotku času • •Fyziologická natalita – maximální – biotický potenciál druhu • •Věkově specifická natalita – počet potomků narozených za jednotku času samicím určitě • věkové třídy, Mortalita populace •Mortalita – počet uhynulých jedinců v populaci za jednotku času. • •Míra mortality je dána podílem počtu uhynulých jedinců za jednotku času a průměrné početnosti populace za tuto časovou jednotku. Míra mortality může být stanovena pro celou populaci nebo pro jednotlivé věkové třídy • •Specifická mortalita - např. věkové třídy • •Fyziologická mortalita – minimální, hynou přirozenou smrtí • •Realizovaná mortalita – skutečná v přírodě Mortalita populace - příklad •Populace má na začátku N = 1000 jedinců a na konci sledovaného časového úseku N = 600 jedinců. • •Průměrná velikost populace tedy je N = 800 • •Míra mortality je dána 400/800 = 0.5 • •Pravděpodobnost úhynu jedince je dána jako počet hynoucích na počátku, což je 400/100 = 0.4 Křivky přežívání – typy I, II, III Survivorship curves showing the idealized survivorship patterns of three categories of organisms Stock Photo - Alamy Křivky přežívání – typy I, II, III Population Structure ( Read ) | Biology | CK-12 Foundation Nízká mortalita, jedinci se dožívají velkého stáří mortalita, Střední mortalita, jedinci umírají rovnoměrně mortalita, Vysoká mortalita, jedinci se umírají v nízkém věku mortalita, Křivky přežívání – natalita versus mortalita Natalita Mortalita Tabulka přežívání vrabců v Kanadě výpočet mortality Tabulka přežívání sarančí Růst populace Růst populace •Počet jedinců v populaci je ovlivněn těmito vlivy: • • Npres = Npast + B – D + I – E • •Počet jedinců jistého organismu, který v současné době obývá určité místo (Npres) je roven součtu organismů, které toto místo obývaly dříve (Npast), organismu nově narozených v období od daného bodu v minulosti po současnost (B) a organismů-imigrantů (I); od tohoto součtu je odečteno množství jedinců zemřelých (D) a organismů-emigrantů (E). Růst populace •Podobně pro počet jedinců v budoucnosti tedy platí: • Růst populace • Nt+1 = Nt + B – D + I – E • •B = růst populace rozmnožováním (natalita) •I = růst populací imigrací •D = pokles populace hynutím (mortalita) •E = pokles populace emigrací •Nt = početnost populace v čase t •Nt+1 početnost populace v čase t+1 • •V uzavřených populacích je růst pouze závislý na B a D • • B + I > D - E • •Růst populace může být ovlivňován její hustotou • •Za určitých okolností má každý druh okamžitou míru růstu populace = r •Hodnota r však bude různá za různých podmínek prostředí, podle toho jak na těchto zdrojích závisí B a D • Růst populace •Teoretická hodnota r je dosažena za ideálních podmínek, kdy zdroje nejsou ničím limitované – neomezený růst • •Populace může mít positivní, negativní nebo nulovou hodnotu r, podle toho, zda její počet roste, klesá a nebo je stálý. • • r = ln Ro/ T • •ln Ro = log průměrného počtu potomků na jednoho jedince •T = generační čas • •Parametr r je obvykle používán u uzavřených populací, tj. tam kde není vliv E a I. Představuje zde rozdíl mezi B a D • • r = B - D Schéma exponenciálního růstu How Populations Grow: The Exponential and Logistic Equations | Learn Science at Scitable Neomezený růst populace •Logistická rovnice popisuje růst jednoduché populace v podmínkách neomezených zdrojů •Zpočátku jsou zdroje bohaté, mortalita D je minimální a rozmnožování dosahuje největších hodnot – jedinci realizují maximální míru svého růstu. •Populace se množí geometricky pokud jsou zdroje stále neomezené. •Po čase (částečné vyčerpání zdrojů) dochází ke zpomalení růstu a ten se přibližuje hodnotě (K) – kapacita prostředí – roste hustota populace • Neomezený růst populace Exponenciální růst populace •Geometrický růst populace je vyjádřen vztahem: • • Nt+1 = ƛN t • •kde ƛ = geometrická míra růstu populace, rovněž jako (per capita) = okamžitá míra růstu • •Nt = početnost v čase t • •Geometrická forma růstu může být rovněž vyjádřena vztahem: • • N t = ƛt No Geometrický a exponenciální růst U geometrického růstu má křivka tvar písmene J (modré body) U exponenciálního růstu má křivka rovněž tvar písmene J (červená linie) Když míra geometrického a exponenciálního růstu populace je znázorněna na logaritmické škále má podobu přímky. Geometrická forma růstu populace Počet N v pozdějším čase t + 1 Počet N v dřívějším čase t + 1 Dřívější čas t Pozdější čas t + 1 Geometrická míra růstu, λ, je poměr počtu v pozdějším čase Nt +1 ku počtu v dřívějším čase Nt Anatomie rovnice pro exponenciální růst populace Podoba rovnice exponenciálního růstu populace vyjádřena jako změna míry růstu populace jako funkce rmax a N Z tohoto tvaru rovnice exponenciálního růstu populace lze vypočítat velikost populace v čase t. Změna početnosti populace ….. Změna počtu jedinců Změna počtu v čase Okamžitá míra růstu Počet jedinců …. se rovná per capita míře růstu populace Počet v čase t… Základ přirozeného logaritmu Změna počtu jedinců …. se rovná počátečnímu počtu krát „e“ rovnice r max t Počet časových intervalů v hodinách, dnech, rocích, atd. Okamžitá míra růstu potomků za časový interval Jaká bude velikost populace v čase t ? Něco málo matematiky ! BIOL 4120 Exponential Growth Models Population Growth Jak na to ? Anatomie rovnice geometrického růstu populace pro výpočet N v čase t Počet v počátečním čase 0 krát λ umocněno časem t Počet časových jednotek v hodinách, dnech, rocích atd. Počet v nějakém čase t Průměrný počet potomků na jednoho jedince za jednotku času Odvození vztahu pro výpočet velikosti populace v čase SOLVED: The exponential model of population growth assumes that per capita birth and death rates are independent of population density and constant over time Thus, the exponential model is a density-independent model Exponenciální model populačního růstu předpokládá, že per capita natalita (B) a mortalita (D) je nezávislá na hustotě populace a konstantní v čase. Následující vztah tedy vyjadřuje populační růst r popisující změnu velikosti populace N za jednotku času: Integrováním této rovnice získáme vztah pro výpočet počáteční velikost populace No jako: Diskrétní model exponenciálního růstu (také nazvaný geometrický růst) využívá parametr λ popisující růst populace za časový interval t: Zatímco míra růstu λ (per capita) je často počítána pro jeden rok, může být ale vypočítána pro jakýkoliv časový interval. Discrete Population Growth Model diskrétního růstu populace Ingo ignorujeme imigraci (I) a emigraci (E) Celková natalita = natalita/počet jedinců (b) krát počet jedinců (Nt) – celková mortalita = … Vydělíme obě strany rovnice Nt Parametr λ definujeme jako: Jak míra růstu populace r ovlivňuje velikost populace ? Když je λ< 1 nebo r < 0 populace se zmenšuje Když je λ=1 nebo r = 0 populace se početně nemění Když je λ > 1 nebo r > 0 populace se zvětšuje Srovnání závislosti a nezávislosti r na hustotě Každý bod představuje jednu populaci U růstu nezávislého na hustotě je míra růstu r nezávislá na hustotě U růstu závislého na hustotě se míra růstu r mění v závislosti na hustotě "Daphnia pulex, Living" Míra populačního růstu ƛ může být ovlivněna vysokou hustotou populace •(A) Geometrická míra růstu populace ƛ trávy druhu Poa annua je negativně závislá na hustotě • • • • • • • •(B) Totéž platí pro populační růst jedinců druhu Dafnia pulex Každý bod představuje samostatnou populaci Růst populace se zpomaluje s růstem její hustoty u této geometricky rostoucí populace ….a u této exponenciálně rostoucí populace Při nejvyšších hustotách populace míra růstu klesá k nule Soubor:455 Poa annua.jpg – Wikiknihy Dvě základní formy růstu populace Růst závislý na hustotě populace •Logistická rovnice nabývá tvaru: Anatomie logistické rovnice pro sigmoidní křivku populačního růstu Logistická rovnice určuje míru změny populace jako funkce rmax, N a K Jak se poměr N/K zvětšuje, růst populace zvolňuje Velikost populace Okamžitá míra růst Změna v čase Změna v počtu Kapacita prostředí Logistická – sigmoidní křivka růstu Kapacita prostředí (K) Pomalý růst Pomalý růst Rychlý růst Fáze růstu populace Exponential Growth - YouTube Fáze pomalého růst, hustota populace se zvyšuje, roste kompetice o zdroje. Populaci začínají ovlivňovat limitující faktory závislé na hustotě. Míra růstu populace = 0 Vysoká míra růstu popu- lace (exponenciální růst) Míra růstu populace se začíná zvyšovat (neomezené zdroje) Logistická křivka růstu – limitace prostředím – kapacita prostředí K • After the exponential increase, population growth declines and stagnates. The growth curve isA.S-shapedB.J- shapedC.Straight lineD.Circular Dvě základní formy růstu populace Okamžitá míra růstu Velikost populace Faktor závislý na hustotě 1 Srovnání exponenciálního a logistického růstu populace Počáteční logistický růst je podobný růstu exponenciálnímu Případně, růst logistický populace na hodnotu kapacity prostředí K Dynamika populace •Závislosti na hustotě: • 1) při vysokých hustotách – limitace zdroje – negativní růst populace 2) při nízkých hustotách – zdroj v dostatku – růst populace není maximální • •Maximální růst populace je při optimální (střední) hustotě - Alleeho efekt • •Rovnovážná hustota populace je když per capita D = per capita B • Co je to r- a K strategie ? Difference between r and K Selection V čem se liší r-stratégové od K stratégů ? r – K kontinuum • • • r / K Strategies | BioNinja Počet potomků/jednotka času r and k selection | PPT r and k selection | PPT •Nestabilní prostředí •Vysoká plodnost •Malá velikost •Časné dospívání •Krátký generační čas •Šíření mnoha potomků • •Stabilní prostředí •Malá plodnost •Velká velikost •Dlouhý generační čas •Péče o potomky •Malý počet o potomky • r – K strategie versus křivky přežívání What is the r/k selection theory? Typy strategií živočichů • r -specialisti •Relativně drobných rozměrů •Rychlý růst populace •Vysoký biotický potenciál •Časné rozmnožování •Relativní krátkověkost •Rozmnožují se jen jednou •Malá kompetice •Schopnost rychlého šíření •Malé schopnosti homeostázy •v nevyvážených systémech • (hlodavci, mšice, perloočky) • • K - specialisti •Relativně větších rozměrů •Pomalý růst populace •Malý biotický potenciál •Pozdní rozmnožování •Relativní dlouhověkost •Opakované rozmnožování •Silná kompetice •Slabší schopnost šíření •Menší dynamika populace •Velká homeostáza •Vyvážené ekosystémy • (velcí kopytníci tropů) • Děkuji za pozornost •