Устойчивост на околната среда: фактори и примери

Екологичната устойчивост са факторите, които заедно ограничават растежа на естественото население. Те могат да зависят от гъстотата на населението, като конкуренция, деградация, паразитизъм или качество на околната среда. Те могат да бъдат независими и от плътност като катастрофи или климатична сезонност.

При липсата на екологични регулаторни фактори, всяко естествено население ще расте експоненциално според биотичния си потенциал. Въпреки това, въздействието на устойчивостта на околната среда ограничава растежа на населението, постигайки баланс.

Различните взаимодействия между факторите, които оказват устойчивост на околната среда в растежа на населението, генерират силно променлива динамика на популацията.

Като цяло, популациите достигат динамично равновесие, което е графично представено в криви, които осцилират около равновесна стойност.

Каква е екологичната съпротива?

Най-простият модел на динамика на населението предполага, че при оптимални условия на околната среда броят на индивидите се увеличава според биотичния потенциал на населението.

Това означава, че темпът на растеж на глава от населението (r) винаги е един и същ, независимо от размера на населението. При тези предпоставки растежът на населението ще бъде експоненциален.

В природата популациите могат да растат експоненциално в начална фаза, но не могат да поддържат тази динамика безкрайно. Има фактори, които ограничават или регулират растежа на тази популация. Сумата от тези фактори е известна като устойчивост на околната среда.

Факторите, които упражняват устойчивост на околната среда, действат чрез намаляване на растежа на глава от населението, тъй като населението се приближава до своя оптимален размер, по-известен като товароносимост.

Тази динамика генерира логистичен растеж, който като цяло достига динамично равновесие, със стабилни периодични колебания около капацитета на натоварване (К).

Фактори за устойчивост на околната среда

-Densoindependientes

Когато факторите, които генерират устойчивост на околната среда, са независими от плътността на индивидите, се казва, че те са плътно независими.

Някои фактори, независимо от плътността, могат да възникнат периодично със сезоните, като пожар, суша, наводнения или замръзване. Те се намесват в регулирането на размера на населението.

Чрез конституирането им периодично година след година те упражняват постоянен селективен натиск, който понякога предизвиква специфични адаптации при индивидите, което им позволява да увеличат своите способности и да оцелеят година след година, въпреки регулаторния си ефект.

Други ефекти, зависими от произволна плътност, като екстремни промени в климата, вулканични изригвания и други природни бедствия, могат да доведат до нестабилни промени в популациите. Те не могат да поддържат размера на популацията при постоянни нива или в точка на равновесие.

- Зависими хора

Ако факторите, които регулират растежа на населението, зависят от плътността на индивидите, тогава те се наричат ​​дензо-зависими. Тези фактори могат да бъдат абиотични или биотични.

Абиотични фактори

Абиотично-зависимите фактори на устойчивост на околната среда са тези, които възникват, когато увеличението на размера на популацията променя физико-химичните условия на местообитанието.

Например, високата гъстота на населението може да генерира натрупване на вредни отпадъци, които намаляват преживяемостта или степента на възпроизводство на индивидите.

Биотични фактори

Биотичните фактори са тези, които са резултат от взаимодействието между индивиди от даден вид или от различни видове. Например конкуренция, хищничество и паразитизъм.

конкуренция

Конкуренцията се случва, когато жизненоважните ресурси, използвани от индивиди от един и същи вид или от различни видове, са ограничени. Някои ограничаващи ресурси могат да бъдат хранителни вещества, вода, територия, убежища пред хищници, индивиди от противоположния пол, светлина, между другото.

Доколкото населението се увеличава, наличността на ресурси на глава от населението намалява, което намалява репродуктивните норми на индивидите и темповете на нарастване на населението. Този механизъм генерира динамика на логистичния растеж.

хищничество

Хищничеството е вид взаимодействие между видовете, чрез които индивид от вид (хищник) ловува индивид от друг вид (плячка), за да го консумира като храна. При този вид взаимодействие гъстотата на всяко население упражнява регулация над другата.

Доколкото плячката увеличава числеността на популацията, населението на хищника се увеличава поради наличието на храна. Но, чрез увеличаване на плътността на хищниците, популацията на плячката намалява поради увеличаване на налягането при хищници.

Този тип взаимодействие генерира криви на растежа на населението, чието равновесие е динамично. Не е достигнат статичен размер на популацията в товароносимостта, но популациите постоянно се колебаят около тази стойност.

паразитизъм

Паразитизъм е взаимодействие, при което индивид от вид (паразит) се облагодетелства от индивидите на друг вид (домакин), което води до намаляване на вероятността за оцеляване или репродукция. В този смисъл тя се разглежда и като механизъм за регулиране на населението.

Взаимодействието между паразити и гостоприемници може да генерира динамика, подобна на тази на хищниците и плячката. Разнообразието от видове паразито-гостоприемнически взаимодействия в природата обаче е безкрайно, следователно може да се генерира и по-сложна динамика.

-Interaccciones

В природата зависимите и независими ефекти на плътността взаимодействат в регулирането на популациите, създавайки голямо разнообразие от модели.

Популацията може да остане с размер, близък до капацитета за пренасяне, поради фактори, зависещи от плътността, и в крайна сметка да изпита рязък спад поради естествена катастрофа, независимо от плътността.

Примери

Бактериален растеж

Когато бактериалният инокулум се засява в културална среда, може да се наблюдава четирифазна крива на растеж. В тази крива ясно се вижда първоначалният експоненциален растеж и ефекта на екологичното регулиране.

Първоначално се доказва стационарна фаза и накрая се наблюдава намаляване на размера на популацията.

По време на първата фаза на адаптация, бактериите не се възпроизвеждат, а синтезират РНК, ензими и други молекули. По време на тази фаза не се наблюдава нарастване на популацията.

В следващата фаза настъпва клетъчно делене. Бактериите се размножават чрез двоичен синтез, клетката се разделя на две дъщерни клетки.

Този механизъм генерира експоненциален растеж, при който размерът на населението се удвоява за всеки последователен период от време. Въпреки това, тази фаза не може да продължи безкрайно, защото хранителните вещества на средата започват да бъдат ограничаващи.

Третата фаза на кривата е неподвижна. Намаляването на хранителните вещества и натрупването на токсини водят до намаляване на скоростта на растеж на населението до достигане на постоянна стойност в броя на бактериите. В този момент скоростта на производство на нови бактерии се балансира със скоростта на бактериална смърт.

В крайната фаза на кривата има рязко намаляване на броя на бактериите. Това се случва, когато всички хранителни вещества в хранителната среда са използвани и бактериите умират.

Рисове и зайци

Типичният пример за регулиране на популацията между популациите на хищник и плячка е този на рисите и зайците. Намаляването на размера на популацията на зайците води до намаляване на броя на рисите.

По-малък брой рисове намалява налягането при хищниците на зайците и от своя страна води до увеличаване на броя на рисите.

Важно е да се има предвид, че при популационната динамика на зайците също така се осигурява и наличието на храна за тях.

Lemmings

Интересен случай е случаят с лемингите в Гренландия. Популацията на тези бозайници се регулира от четири хищни вида: бухал, лисица, птичи вид и хермелин ( Mustela erminea ).

Първите три са опортюнистични хищници, които се хранят с леминги само когато са изобилни. Докато хермелинът се храни изключително с лемингите.

Това взаимодействие между различните регулаторни фактори води до периодични колебания в нарастването на населението, което генерира цикли от четири години в лемингите. Тази динамика може да бъде обяснена по следния начин.

Когато леммингите се срещат при малки популации, те се очакват само от стоати. Чрез сравнително ниско налягане на хищничеството, тя бързо увеличава размера на популацията си.

Чрез увеличаване на популацията на лемингите, опортюнистичните хищници започват да ги ловуват по-често. От друга страна, хермеините също увеличават числеността на популацията си, тъй като има по-голяма наличност на храна. Тази ситуация генерира граница, зависеща от плътността на популацията от леминги.

Увеличаването на броя на хищническите видове и на размера на популациите им предизвиква много силен хищнически натиск върху лемингите, което води до рязко намаляване на числеността на популацията.

Това намаление на плячката се отразява в намаляване на числеността на населението на следващата година, което се дължи на намаляване на храните, което води до нов цикъл.

Разлика с биотичния потенциал

Биотичният потенциал е максималният капацитет за растеж на естествената популация при оптимални условия на околната среда.

Например, когато храната е в изобилие, условията на влажност, рН и температура на околната среда са благоприятни и техните индивиди не са изложени на хищници или болести.

Тази популационна характеристика се определя от репродуктивната способност на индивидите (обикновено жени), т.е. от това колко потомство могат да произвеждат през целия си живот, което зависи от възрастта на първата репродукция, броя на деца във всяко репродуктивно събитие и честотата и количеството на тези събития.

Биотичният потенциал на населението е ограничен от устойчивостта на околната среда. Взаимодействието между двете концепции генерира товароносимост.