Informatie

45.1B: Bevolkingsgrootte en -dichtheid - Biologie


Wetenschappers bestuderen de grootte en dichtheid van de populatie met behulp van een verscheidenheid aan veldbemonsteringsmethoden, waaronder quadrats en mark-recapture.

leerdoelen

  • Kies de juiste methode om een ​​populatie te bemonsteren, gezien de kenmerken van de organismen in die populatie

Belangrijkste punten

  • De grootte van een populatie verwijst naar het aantal individuen (N) dat het omvat.
  • Bevolkingsdichtheid is het aantal individuen binnen een bepaald gebied of volume.
  • Wetenschappers bestuderen populaties meestal door middel van steekproeven, waarbij individuen worden geteld binnen een bepaald gebied of volume dat deel uitmaakt van de habitat van de populatie.
  • De quadrat-methode wordt gebruikt om sessiele organismen te bemonsteren, met behulp van een vierkant waarbinnen alle individuen worden geteld; extrapolatie van de gegevens naar het gehele leefgebied resulteert in een schatting van de populatieomvang.
  • De mark and recapture techniek wordt gebruikt voor mobiele organismen; het gaat om het markeren van een steekproef van individuen en vervolgens het schatten van de populatiegrootte op basis van het aantal gemarkeerde individuen in volgende steekproeven.

Sleutelbegrippen

  • bevolkingsdichtheid: het gemiddelde aantal individuen van een populatie dat een oppervlakte- of volume-eenheid bewoont
  • kwadratisch: een vierkant gebied, gemarkeerd met grenzen voor het bestuderen van de populatiegrootte en dichtheid van planten en sessiele dieren
  • markeren en heroveren: een steekproeftechniek wordt gebruikt voor het bestuderen van de populaties van mobiele organismen, waarbij de populatiegrootte wordt geschat op basis van het aantal gemarkeerde individuen in monsters

Bevolkingsgrootte en -dichtheid

Bevolkingsgrootte en -dichtheid zijn de twee belangrijkste statistieken die wetenschappers gebruiken om populaties te beschrijven en te begrijpen. De grootte van een populatie verwijst naar het aantal individuen (N) dat het omvat. De dichtheid is het aantal individuen binnen een bepaald gebied of volume. Met deze gegevens kunnen wetenschappers de fluctuaties van een populatie in de tijd modelleren. Een grotere populatie kan bijvoorbeeld stabieler zijn dan een kleinere populatie. Met minder genetische variatie zal een kleinere populatie een verminderd vermogen hebben om zich aan te passen aan veranderingen in de omgeving. Individuen in een populatie met een lage dichtheid zijn dun verspreid; daarom kunnen ze meer moeite hebben met het vinden van een partner in vergelijking met individuen in een populatie met een hogere dichtheid. Aan de andere kant leiden populaties met een hoge dichtheid vaak tot meer concurrentie om voedsel. Veel factoren beïnvloeden de dichtheid, maar als vuistregel geldt dat kleinere organismen een hogere populatiedichtheid hebben dan grotere organismen.

Methoden voor populatieonderzoek

Het tellen van alle individuen in een populatie is de meest nauwkeurige manier om de grootte ervan te bepalen. Deze benadering is echter meestal niet haalbaar, vooral niet voor grote populaties of uitgebreide habitats. In plaats daarvan bestuderen wetenschappers populaties door middel van steekproeven, waarbij individuen worden geteld binnen een bepaald gebied of volume dat deel uitmaakt van de habitat van de populatie. Analyses van steekproefgegevens stellen wetenschappers in staat om de populatieomvang en bevolkingsdichtheid over de gehele populatie af te leiden.

Er kunnen verschillende methoden worden gebruikt om populaties te samplen. Wetenschappers schatten de populaties van zittend of langzaam bewegende organismen meestal met de quadrat-methode. Een quadrat is een vierkant dat een gebied binnen een habitat omsluit. Het gebied kan worden gedefinieerd door het uit te zetten met stokken en touw, of door een vierkant van hout, plastic of metaal op de grond te gebruiken.

Een veldonderzoek omvat meestal meerdere quadratmonsters op willekeurige locaties of langs een transect in een representatieve habitat. Nadat ze de quadrats hebben geplaatst, tellen onderzoekers het aantal individuen dat binnen de quadrat-grenzen ligt. De onderzoeker bepaalt de quadratgrootte en het aantal monsters van het type organisme, de ruimtelijke verdeling en andere factoren. Voor het bemonsteren van narcissen, een 1 m2 quadrat zou geschikt kunnen zijn. Reuzensequoia's zijn groter en leven verder uit elkaar, dus een groter quadrat, zoals 100 m2, nodig zou zijn. De juiste quadratgrootte zorgt ervoor dat er voldoende individuen worden geteld om een ​​steekproef te krijgen die representatief is voor de hele habitat.

Wetenschappers gebruiken meestal de markeer- en hervangingstechniek voor mobiele organismen zoals zoogdieren, vogels of vissen. Met deze methode vangen onderzoekers dieren en markeren ze met tags, banden, verf, lichaamsmarkeringen of een ander teken. De gemarkeerde dieren worden vervolgens weer vrijgelaten in hun omgeving waar ze zich vermengen met de rest van de populatie. Later wordt een nieuw monster verzameld, waaronder enkele individuen die zijn gemarkeerd (heroveringen) en sommige individuen die niet zijn gemarkeerd.

De verhouding van gemarkeerde tot ongemarkeerde individuen stelt wetenschappers in staat om te berekenen hoeveel individuen zich in de populatie bevinden als een schatting van de totale populatieomvang. Deze methode gaat ervan uit dat hoe groter de populatie, hoe lager het percentage gelabelde organismen dat zal worden heroverd, omdat ze zich hebben vermengd met meer niet-gelabelde individuen. Als bijvoorbeeld 80 herten worden gevangen, gemerkt en vrijgelaten in het bos, en later 100 herten worden gevangen, waarvan er al 20 zijn gemarkeerd, kunnen we de populatiegrootte (N) bepalen met behulp van de volgende vergelijking:

aantal gemarkeerd in eerste vangst × totaalaantal tweede vangstaantal gemarkeerde vangsten in tweede vangstaantal gemarkeerd in eerste vangst × totaal aantal tweede vangstaantal van gemarkeerde hervangsten in tweede vangst

Door de voorbeeldgegevens in de vergelijking in te vullen, geeft de berekening een geschatte totale populatiegrootte van 400.

80×10020=40080×10020=400

Met behulp van de voorbeeldgegevens, als slechts 10 reeds gemarkeerde herten waren heroverd, zou de berekende totale populatiegrootte 800 zijn.

De methode voor markeren en heroveren heeft beperkingen. Sommige dieren van de eerste vangst kunnen leren om vangst in de tweede ronde te vermijden. Dergelijk gedrag zou opgeblazen schattingen van de bevolking veroorzaken. Als alternatief kunnen dieren bij voorkeur opnieuw worden gevangen (vooral als er een voedselbeloning wordt aangeboden), wat resulteert in een onderschatting van de populatiegrootte. Ook kunnen sommige soorten worden geschaad door de markeertechniek, waardoor hun overleving wordt verminderd. Er is een verscheidenheid aan andere technieken ontwikkeld, waaronder het elektronisch volgen van dieren die zijn getagd met radiozenders en het gebruik van gegevens van commerciële visserij- en vangactiviteiten om de omvang en gezondheid van populaties en gemeenschappen te schatten.


45.1 Bevolkingsdemografie

Aan het einde van dit gedeelte kunt u het volgende doen:

  • Beschrijf hoe ecologen de bevolkingsomvang en -dichtheid meten
  • Beschrijf drie verschillende patronen van bevolkingsverdeling:
  • Levenstabellen gebruiken om sterftecijfers te berekenen
  • Beschrijf de drie soorten overlevingscurven en relateer ze aan specifieke populaties

Populaties zijn dynamische entiteiten. Een populatie bestaat uit alle individuen van een bepaalde soort die in een bepaald gebied voorkomen en het potentieel hebben om met elkaar in wisselwerking te staan, en populaties fluctueren op basis van een aantal factoren: seizoens- en jaarlijkse veranderingen in het milieu, natuurrampen zoals bosbranden en vulkaanuitbarstingen, en concurrentie om hulpbronnen tussen en binnen soorten. De statistische studie van populatiedynamiek, demografie, gebruikt een reeks wiskundige hulpmiddelen om te onderzoeken hoe populaties reageren op veranderingen in hun biotische en abiotische omgeving. Veel van deze tools zijn oorspronkelijk ontworpen om menselijke populaties te bestuderen. Levenstafels, die de levensverwachting van individuen binnen een populatie beschrijven, werden bijvoorbeeld aanvankelijk ontwikkeld door levensverzekeringsmaatschappijen om verzekeringstarieven vast te stellen. Hoewel de term 'demografie' vaak wordt gebruikt bij het bespreken van mensen, kunnen alle levende populaties met deze benadering worden bestudeerd.

Bevolkingsgrootte en -dichtheid

De studie van een populatie begint meestal met het bepalen van het aantal individuen van een bepaalde soort en hoe nauw ze met elkaar verbonden zijn. Binnen een bepaalde habitat kan een populatie worden gekarakteriseerd door de populatiegrootte (N), het totale aantal individuen en de bevolkingsdichtheid, het aantal individuen binnen een bepaald gebied of volume. Bevolkingsgrootte en -dichtheid zijn de twee belangrijkste kenmerken die worden gebruikt om populaties te beschrijven en te begrijpen. Populaties met meer individuen kunnen bijvoorbeeld stabieler zijn dan kleinere populaties op basis van hun genetische variabiliteit, en dus hun vermogen om zich aan te passen aan de omgeving. Als alternatief kan een lid van een populatie met een lage bevolkingsdichtheid (meer verspreid in het leefgebied), meer moeite hebben om een ​​partner te vinden om zich voort te planten in vergelijking met een populatie met een hogere dichtheid. Zoals te zien is in figuur 45.2, hebben kleinere organismen de neiging om dichter verspreid te zijn dan grotere organismen.

Visuele verbinding

Zoals deze grafiek laat zien, neemt de bevolkingsdichtheid doorgaans af met toenemende lichaamsgrootte. Waarom denk je dat dit het geval is?

Bevolkingsonderzoeksmethoden

De meest nauwkeurige manier om de populatiegrootte te bepalen, is door simpelweg alle individuen in de habitat te tellen. Deze methode is echter vaak logistiek of economisch niet haalbaar, vooral bij het bestuderen van grote habitats. Wetenschappers bestuderen dus meestal populaties door een representatief deel van elke habitat te bemonsteren en deze gegevens te gebruiken om conclusies te trekken over de habitat als geheel. Er kunnen verschillende methoden worden gebruikt om populaties te bemonsteren om hun grootte en dichtheid te bepalen. Voor immobiele organismen zoals planten, of voor zeer kleine en langzaam bewegende organismen kan een quadrat worden gebruikt (Figuur 45.3). Een quadrat is een manier om vierkante gebieden binnen een habitat af te bakenen, hetzij door een gebied uit te zetten met stokken en touw, of door een houten, plastic of metalen vierkant op de grond te gebruiken. Na het instellen van de quadrats tellen onderzoekers vervolgens het aantal individuen dat binnen hun grenzen ligt. Meerdere kwadratenmonsters worden door het hele leefgebied op verschillende willekeurige locaties uitgevoerd om de populatieomvang en -dichtheid binnen het hele leefgebied te schatten. Het aantal en de grootte van quadratmonsters hangt af van het type organismen dat wordt bestudeerd en andere factoren, waaronder de dichtheid van het organisme. Als bijvoorbeeld narcissen worden bemonsterd, kan een quadrat van 1 m 2 worden gebruikt. Bij gigantische sequoia's daarentegen zou een groter quadrat van 100 m 2 kunnen worden gebruikt. Dit zorgt ervoor dat er voldoende individuen van de soort worden geteld om een ​​nauwkeurig monster te krijgen dat correleert met de habitat, inclusief gebieden die niet zijn bemonsterd.

Voor mobiele organismen, zoals zoogdieren, vogels of vissen, gebruiken wetenschappers een techniek die markeren en heroveren wordt genoemd. Deze methode omvat het op de een of andere manier markeren van een monster van gevangen dieren (zoals labels, banden, verf of andere lichaamsmarkeringen) en ze vervolgens weer vrijgeven in de omgeving zodat ze zich kunnen vermengen met de rest van de populatie. Later verzamelen onderzoekers een nieuw monster, waaronder enkele individuen die gemarkeerd zijn (heroveringen) en sommige individuen die niet gemarkeerd zijn (Figuur 45.4).

Met behulp van de verhouding van gemarkeerde en ongemarkeerde individuen bepalen wetenschappers hoeveel individuen er in de steekproef zitten. Op basis hiervan worden berekeningen gebruikt om de totale populatieomvang te schatten. Deze methode gaat ervan uit dat hoe groter de populatie, hoe lager het percentage gelabelde organismen dat zal worden heroverd, omdat ze zich hebben vermengd met meer niet-gelabelde individuen. Als bijvoorbeeld 80 herten worden gevangen, gemerkt en vrijgelaten in het bos, en later 100 herten worden gevangen en 20 ervan zijn al gemarkeerd, kunnen we de populatiegrootte schatten (N) met behulp van de volgende vergelijking:

Als we ons voorbeeld gebruiken, zou de populatieomvang worden geschat op 400.

Daarom zijn er naar schatting 400 totale individuen in de oorspronkelijke populatie.

Er zijn enkele beperkingen aan de methode voor markeren en heroveren. Sommige dieren van de eerste vangst kunnen leren om de vangst in de tweede ronde te vermijden, waardoor de populatieschattingen worden opgeblazen. Als alternatief kunnen sommige dieren er de voorkeur aan geven om opnieuw te worden gevangen (vooral als er een voedselbeloning wordt aangeboden), wat resulteert in een onderschatting van de populatiegrootte. Ook kunnen sommige soorten worden geschaad door de markeertechniek, waardoor hun overleving wordt verminderd. Er is een verscheidenheid aan andere technieken ontwikkeld, waaronder het elektronisch volgen van dieren die zijn getagd met radiozenders en het gebruik van gegevens van commerciële visserij- en vangactiviteiten om de omvang en gezondheid van populaties en gemeenschappen te schatten.

Soorten verspreiding

Naast het meten van eenvoudige dichtheid, kan meer informatie over een populatie worden verkregen door te kijken naar de verdeling van de individuen. Verspreidingspatronen van soorten (of verspreidingspatronen) tonen de ruimtelijke relatie tussen leden van een populatie binnen een habitat op een bepaald tijdstip. Met andere woorden, ze laten zien of leden van de soort dicht bij elkaar of ver uit elkaar leven, en welke patronen duidelijk zijn wanneer ze uit elkaar staan.

Individuen in een populatie kunnen op gelijke afstand van elkaar zijn, willekeurig verspreid zonder voorspelbaar patroon, of geclusterd in groepen. Deze staan ​​bekend als respectievelijk uniforme, willekeurige en geklonterde dispersiepatronen (Figuur 45.5). Uniforme verspreiding wordt waargenomen in planten die stoffen afscheiden die de groei van nabijgelegen individuen remmen (zoals de afgifte van giftige chemicaliën door de salieplant Salvia leukophylla, een fenomeen dat allelopathie wordt genoemd) en bij dieren zoals de pinguïn die een afgebakend territorium behouden. Een voorbeeld van willekeurige verspreiding vindt plaats bij paardenbloem en andere planten met door de wind verspreide zaden die ontkiemen waar ze ook vallen in een gunstige omgeving. Een samengeklonterde verspreiding kan worden gezien bij planten die hun zaden rechtstreeks op de grond laten vallen, zoals eiken, of bij dieren die in groepen leven (scholen vissen of kuddes olifanten). Samengeklonterde dispersies kunnen ook een functie zijn van habitatheterogeniteit. De spreiding van de individuen binnen een populatie geeft dus meer informatie over hoe ze met elkaar omgaan dan een eenvoudige dichtheidsmeting. Net zoals soorten met een lagere dichtheid meer moeite hebben om een ​​partner te vinden, kunnen solitaire soorten met een willekeurige verdeling een vergelijkbare moeilijkheid hebben in vergelijking met sociale soorten die in groepen zijn samengeklonterd.

Demografie

Terwijl populatieomvang en -dichtheid een populatie op een bepaald moment in de tijd beschrijven, moeten wetenschappers demografie gebruiken om de dynamiek van een populatie te bestuderen. Demografie is de statistische studie van bevolkingsveranderingen in de tijd: geboortecijfers, sterftecijfers en levensverwachtingen. Elk van deze maatregelen, met name het geboortecijfer, kan worden beïnvloed door de hierboven beschreven populatiekenmerken. Een grote populatie resulteert bijvoorbeeld in een hoger geboortecijfer omdat er meer potentieel reproductieve individuen aanwezig zijn. Daarentegen kan een grote bevolkingsomvang ook leiden tot een hoger sterftecijfer vanwege concurrentie, ziekte en de ophoping van afval. Evenzo resulteert een hogere bevolkingsdichtheid of een samengeklonterd verspreidingspatroon in meer potentiële reproductieve ontmoetingen tussen individuen, wat het geboortecijfer kan verhogen. Ten slotte kan een door vrouwen bevooroordeelde geslachtsverhouding (de verhouding tussen mannen en vrouwen) of leeftijdsstructuur (het aandeel leden van de bevolking op specifieke leeftijdsgroepen) bestaande uit veel individuen in de reproductieve leeftijd het geboortecijfer verhogen.

Bovendien kunnen de demografische kenmerken van een populatie van invloed zijn op hoe de populatie in de loop van de tijd groeit of daalt. Als geboorte- en sterftecijfers gelijk zijn, blijft de bevolking stabiel. De bevolkingsomvang zal echter toenemen als het geboortecijfer hoger is dan het sterftecijfer, de bevolking zal afnemen als het geboortecijfer lager is dan het sterftecijfer. De levensverwachting is een andere belangrijke factor. De duur van het verblijf van individuen in de populatie is van invloed op lokale hulpbronnen, reproductie en de algehele gezondheid van de bevolking. Deze demografische kenmerken worden vaak weergegeven in de vorm van een overlevingstafel.

Levenstafels

Levenstabellen geven belangrijke informatie over de levensgeschiedenis van een organisme. Levenstafels verdelen de bevolking in leeftijdsgroepen en vaak geslachten, en laten zien hoe lang een lid van die groep waarschijnlijk zal leven. Ze zijn gemodelleerd naar actuariële tabellen die door de verzekeringssector worden gebruikt voor het schatten van de levensverwachting van mensen. Levenstafels kunnen de kans omvatten dat individuen vóór hun volgende verjaardag overlijden (d.w.z. hun sterftecijfer), het percentage overlevende individuen dat sterft op een bepaald leeftijdsinterval en hun levensverwachting bij elk interval. Een voorbeeld van een overlevingstafel wordt getoond in tabel 45.1 uit een onderzoek van Dall-bergschapen, een soort die inheems is in het noordwesten van Noord-Amerika. Merk op dat de populatie is verdeeld in leeftijdsintervallen (kolom A). Het sterftecijfer (per 1000), weergegeven in kolom D, is gebaseerd op het aantal personen dat sterft tijdens het leeftijdsinterval (kolom B) gedeeld door het aantal overlevenden aan het begin van het interval (kolom C), vermenigvuldigd met 1000 .

Bijvoorbeeld, tussen de leeftijd van drie en vier sterven 12 individuen van de 776 die over waren van de oorspronkelijke 1000 schapen. Dit aantal wordt vervolgens vermenigvuldigd met 1000 om het sterftecijfer per duizend te krijgen.

Zoals blijkt uit de sterftecijfers (kolom D), trad een hoog sterftecijfer op toen de schapen tussen de 6 en 12 maanden oud waren, en nam daarna nog meer toe van 8 tot 12 jaar, waarna er weinig overlevenden waren. De gegevens geven aan dat als een schaap in deze populatie zou overleven tot de leeftijd van één jaar, het naar verwachting gemiddeld nog 7,7 jaar zou leven, zoals blijkt uit de levensverwachtingscijfers in kolom E.

Leeftijdsinterval (jaren) Aantal overlijdens in leeftijdsinterval van 1000 geborenen Aantal overlevenden aan het begin van het leeftijdsinterval van de 1000 geboren Sterftecijfer per 1000 levenden aan het begin van het leeftijdsinterval Levensverwachting of gemiddelde resterende levensduur van degenen die het leeftijdsinterval bereiken
0-0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5-1 145 946 153.3 --
1-2 12 801 15.0 7.7
2-3 13 789 16.5 6.8
3-4 12 776 15.5 5.9
4-5 30 764 39.3 5.0
5-6 46 734 62.7 4.2
6-7 48 688 69.8 3.4
7-8 69 640 107.8 2.6
8-9 132 571 231.2 1.9
9-10 187 439 426.0 1.3
10-11 156 252 619.0 0.9
11-12 90 96 937.5 0.6
12-13 3 6 500.0 1.2
13-14 3 3 1000 0.7

Overlevingscurven

Een ander hulpmiddel dat door populatie-ecologen wordt gebruikt, is een overlevingscurve, een grafiek van het aantal individuen dat op elk leeftijdsinterval overleeft, uitgezet tegen de tijd (meestal met gegevens die zijn verzameld uit een overlevingstabel). Met deze curven kunnen we de levensgeschiedenissen van verschillende populaties vergelijken (Figuur 45.6). Mensen en de meeste primaten vertonen een overlevingscurve van Type I omdat een hoog percentage van de nakomelingen hun vroege en middelste levensjaren overleeft - de dood komt voornamelijk voor bij oudere personen. Deze soorten soorten hebben meestal een klein aantal nakomelingen tegelijk en ze geven hen veel ouderlijke zorg om hun overleving te verzekeren. Vogels zijn een voorbeeld van een intermediaire of Type II overlevingscurve, omdat vogels min of meer gelijk sterven bij elk leeftijdsinterval. Deze organismen kunnen ook relatief weinig nakomelingen hebben en aanzienlijke ouderlijke zorg bieden. Bomen, ongewervelde zeedieren en de meeste vissen vertonen een overlevingscurve van Type III, omdat maar heel weinig van deze organismen hun jongere jaren overleven, maar degenen die een hoge leeftijd bereiken, hebben een grotere kans om gedurende een relatief lange periode te overleven. Organismen in deze categorie hebben meestal een zeer groot aantal nakomelingen, maar eenmaal geboren is er weinig ouderlijke zorg. Deze nakomelingen zijn dus "op zichzelf" en kwetsbaar voor predatie, maar hun enorme aantal verzekert het voortbestaan ​​van voldoende individuen om de soort in stand te houden.


Voorbeelden van dichtheidsonafhankelijke factoren

Natuurramp

Natuurrampen zijn een perfect voorbeeld van een dichtheidsonafhankelijke factor. Denk aan een orkaan die tegen de kustlijn aanslaat. Hoewel we de verwoesting van deze stormen vaak op het nieuws zien, houden we zelden rekening met de gevolgen van een dergelijke storm voor de natuur en de vegetatie in het gebied. Het is een feit dat orkanen het sterftecijfer voor veel soorten verhogen, terwijl sommige soorten een sterk verhoogd geboortecijfer zien na de vernietiging.

Tijdens een orkaan nemen de winden toe tot gevaarlijke snelheden, waardoor grote bomen uit de grond worden getrokken. Bomen zoals die in de afbeelding hierboven zouden elke reguliere storm overleven. Voor veel soorten verhoogt een orkaan het sterftecijfer drastisch, omdat de bomen gewoon niet bestand zijn tegen de wind en golven. Veel dieren, zoals vissen en amfibieën, bezwijken onder snel stijgende en dalende getijden. Veel nieuwsbeelden tonen foto's van vissen die op wegen zijn aangespoeld. Deze dieren en planten sterven, ongeacht hoe dicht hun populatie was. Ze hadden de laatste van hun soort kunnen zijn, of één op een miljard.

Vervuiling

Net als andere dichtheidsonafhankelijke factoren, is vervuiling een goed voorbeeld van dichtheidsonafhankelijkheid. Terwijl mensen geconcentreerd zijn in steden over de hele wereld, worden de uitstoot en chemicaliën die we creëren verspreid in de atmosfeer. Vanaf hier worden ze wereldwijd vervoerd en beïnvloeden ze alle organismen. Zelfs organismen in de oceanen worden aangetast, aangezien verontreinigende stoffen uit de atmosfeer oplossen in verschillende waterbronnen.

Daarom, of je nu het laatste paar bedreigde anemoonvissen in de oceaan bent of een enorme populatie zoals mussen hebt, je geboortecijfer wordt nog steeds negatief beïnvloed. Dichtheidsonafhankelijke factoren zoals deze veroorzaken in de loop van de tijd vaak een langzame en gestage aantrekkingskracht op populaties. Zelfs de menselijke bevolking ziet drastische gezondheidseffecten van vervuiling, van loodvergiftiging tot drinkwater tot verhoogde longziekten.

Honingbijen

Laten we, in plaats van te kijken naar dichtheidsonafhankelijke factoren in het algemeen, onze blik richten op een populatie honingbijen en de factoren die waarschijnlijk van invloed zijn op de omvang van hun populatie. Dichtheidsonafhankelijke factoren voor honingbijen zijn onder meer het weer en de temperatuur. Ongeacht de huidige omvang van hun populatie, hebben bijen de temperatuur en het weer nodig om binnen bepaalde grenzen te blijven. Als het weer zich niet aan dit patroon houdt, zullen veel bijen sterven. Als er bijvoorbeeld midden in de zomer plotseling een sneeuwstorm zou vallen, zouden de bijen overrompeld worden en in de kou sterven.

De bijen worden echter ook geconfronteerd met een aantal dichtheidsafhankelijke factoren. Hun voedselbron en de effecten ervan op hun bevolking houden bijvoorbeeld rechtstreeks verband met de omvang van hun bevolking. Als ze een kleine populatie hebben, is er genoeg voedsel voor iedereen en zullen de bijen groeien. Als de populatie groter is dan de beschikbare hoeveelheid voedsel, zullen bijen verhongeren en zal het sterftecijfer toenemen. Voedsel en andere bruikbare biologische hulpbronnen zijn afhankelijk van de dichtheid. Dichtheidsonafhankelijke factoren zullen de bijen beïnvloeden, ongeacht het aantal bijen dat aanwezig is.

1. In een klein tuintje onder een kleine boom worden verschillende soorten planten in verschillende aantallen geplant. Beschouw het zonlicht als een bron voor de planten. Is zonlicht een van de dichtheidsonafhankelijke factoren of is het dichtheidsafhankelijk?
A. Dichtheid onafhankelijke factor
B. Dichtheidsafhankelijke factor
C. Geen van beide

2. Beperken dichtheidsonafhankelijke factoren altijd de populatie? Dat wil zeggen, verhogen ze altijd het sterftecijfer of verlagen ze het geboortecijfer?
A. Nee
B. Ja
C. Alleen dichtheidsafhankelijke factoren doen dat

3. Een populatie veldmuizen neemt toe nadat een boer zijn veld een seizoen lang niet heeft geoogst. In welke van de volgende categorieën valt deze factor?
A. Dichtheid onafhankelijke factoren
B. Dichtheidsafhankelijke factoren
C. Verhoogd sterftecijfer


Bevolkingsgrootte schatten

De meest nauwkeurige manier om de populatiegrootte te bepalen, is door alle individuen in het gebied te tellen. Deze methode is echter meestal logistiek of economisch niet haalbaar, vooral niet bij het bestuderen van grote gebieden. Wetenschappers bestuderen dus meestal populaties door een representatief deel van elke habitat te bemonsteren en gebruiken deze steekproef om conclusies te trekken over de populatie als geheel. De methoden die worden gebruikt om populaties te bemonsteren om hun grootte en dichtheid te bepalen, zijn meestal afgestemd op de kenmerken van het organisme dat wordt bestudeerd. Voor immobiele organismen zoals planten, of voor zeer kleine en langzaam bewegende organismen kan een quadrat worden gebruikt. Een quadrat is een vierkant van hout, plastic of metaal dat willekeurig op de grond wordt geplaatst en wordt gebruikt om het aantal individuen te tellen dat binnen zijn grenzen ligt. Om met deze methode een nauwkeurige telling te verkrijgen, moet het vierkant voldoende vaak op willekeurige locaties in het leefgebied worden geplaatst om een ​​nauwkeurige schatting te maken. Deze telmethode geeft een schatting van zowel de populatieomvang als de dichtheid. Het aantal en de grootte van quadratmonsters hangt af van het type organismen en de aard van hun verspreiding.

Voor kleinere mobiele organismen, zoals zoogdieren, wordt vaak een techniek gebruikt die markeren en heroveren wordt genoemd. Deze methode houdt in dat een monster van gevangen dieren op de een of andere manier wordt gemarkeerd en weer in de omgeving wordt vrijgelaten om zich te vermengen met de rest van de populatie. Vervolgens wordt een nieuw monster genomen en bepalen wetenschappers hoeveel van de gemarkeerde dieren zich in het nieuwe monster bevinden. Deze methode gaat ervan uit dat hoe groter de populatie, hoe lager het percentage gemarkeerde organismen dat zal worden heroverd, omdat ze zich hebben vermengd met meer ongemarkeerde individuen. Als bijvoorbeeld 80 veldmuizen worden gevangen, gemarkeerd en vrijgelaten in het bos, dan worden een tweede vangst 100 veldmuizen gevangen en 20 van hen worden gemarkeerd, de populatiegrootte (N) kan worden bepaald met behulp van de volgende vergelijking:

Als we ons voorbeeld gebruiken, zou de populatiegrootte 400 zijn.

Deze resultaten geven ons een schatting van 400 totale individuen in de oorspronkelijke populatie. Het werkelijke aantal zal meestal iets anders zijn vanwege toevallige fouten en mogelijke vertekening veroorzaakt door de steekproefmethoden.


Natuurlijke uitstervingen (niet door mensen beïnvloed)

Lokale overvloed

Bevolkingsdichtheid is over het algemeen niet goed vertegenwoordigd in het fossielenbestand, maar patronen van uitsterven van populaties op landbrugeilanden en in de huidige tijd laten zien dat lokaal uitsterven waarschijnlijker is voor soorten met een lage populatiedichtheid. Foufopoulos en Ives (1999) ontdekten bijvoorbeeld dat reptielensoorten met een lage populatiedichtheid meer kans hadden om uit te sterven vanaf landbrugeilanden in de Middellandse Zee. De oorzaken van het uitsterven van kleine populaties zijn uitgebreid besproken in de literatuur over natuurbehoud. Kort gezegd, kleine populaties zijn kwetsbaarder dan grote populaties omdat (i) ze sneller kunnen uitsterven wanneer toevallige omgevingsvariaties fluctuaties in overvloed veroorzaken (ii) ze worden beïnvloed door toevallige demografische fluctuaties, zoals incidentele productie van vertekende geslachtsverhoudingen van nakomelingen, dat zou worden uitgemiddeld in grote populaties (iii) ze kunnen genetische variatie verliezen en hoge niveaus van inteelt en inteeltdepressie ervaren en (iv) ze kunnen onderhevig zijn aan Allee-effecten, dat wil zeggen sociale of reproductieve disfunctie als een direct gevolg van lage nummers.


Discussie

Hoewel de uiteindelijke bronnen van huidige bedreigingen voor soorten vrijwel allemaal antropogeen zijn, bepalen intrinsieke ecologische en levensgeschiedeniskenmerken hoe goed populaties bestand zijn tegen blootstelling aan bedreigende processen. In onze modellen waren vier biologische eigenschappen verantwoordelijk voor bijna de helft van de variatie in uitstervingsrisico tussen carnivoren. Kleine geografische spreidingen en lage populatiedichtheden bepalen de maximale populatiegrootte die een soort kan bereiken draagtijd is een belangrijke indicator van de levensgeschiedenissnelheid (Gittleman 1993), die bepaalt hoe snel populaties kunnen herstellen van lage niveaus en uitstervingsrisico voor soorten met een hoge trofische niveaus kunnen worden verergerd door hun behoefte aan grote jachtgebieden en hun afhankelijkheid van prooidieren die zelf bedreigd kunnen worden (Carbone en Gittleman 2002). Van deze kenmerken is de grootte van het geografische bereik van bijzonder belang. Als voorbeeld de Ethiopische wolf (Canis simensis) is de meest bedreigde soort van de Canidae-familie, ondanks het feit dat de populatiedichtheid niet bijzonder laag is, noch de draagtijd bijzonder lang, in vergelijking met andere Canis soort. Het heeft echter een geografische verspreiding die slechts een fractie is van de grootte van zijn soortgenoten, en binnen die verspreiding is het beperkt tot de afroalpiene habitat (Sillero-Zubiri en Macdonald 1997).

Daarentegen waren de onafhankelijke, belangrijkste effecten van HPD op het uitstervingsrisico zwak zodra rekening werd gehouden met de effecten van de biologie: HPD verklaarde slechts 0,5% van de variatie in uitstervingsrisico in het uiteindelijke model, vergeleken met 44% voor biologische eigenschappen. Dat het risico van uitsterven van carnivoren zo sterk bepaald moet worden door de biologie in plaats van door HPD, is verrassend, aangezien carnivoren in regio's wonen die qua menselijke impact zo verschillend zijn als West-Europa en het Canadese Noordpoolgebied, en dat hun behoeften vaak in strijd zijn met menselijke belangen (Gittleman et al. 2001). Op basis van eerdere studies wordt verwacht dat HPD een goede indicatie is voor bedreigingen voor zoogdierpopulaties (Forester en Machlis 1996 Woodroffe 2000 Brashares et al. 2001 Harcourt et al. 2001 McKinney 2001 Ceballos en Ehrlich 2002 Harcourt and Parks 2002 Parks en Harcourt 2002) , en er is inderdaad gesuggereerd om HPD op te nemen in een schema voor het kwantificeren van het uitstervingsrisico voor primatensoorten (Harcourt en Parks 2002). Er is echter geen eerdere studie die de effecten van HPD op het uitstervingsrisico heeft onderzocht na controle voor de effecten van een breed scala aan biologische eigenschappen. De sterkte van HPD als voorspeller van risico kan ook worden aangetast door het feit dat de relatie tussen HPD en dreigingsintensiteit complex kan zijn (McKinney 2001): bijvoorbeeld verlies van leefgebied, de belangrijkste bedreiging voor zoogdieren (Hilton-Taylor 2000), wordt vaak niet geassocieerd met hoge HPD. Recent werk suggereert dat het aantal huishoudens een betere demografische indicator van de dreigingsintensiteit kan zijn dan het aantal mensen (Liu et al. 2003), hoewel dit gebaseerd is op grove gegevens op landniveau die niet gemakkelijk kunnen worden opgenomen in fylogenetisch expliciete analyses . Verder kunnen verschillen in de mate van technologische ontwikkeling van verschillende menselijke samenlevingen bijdragen aan verschillen in het effect van HPD. Een kleine menselijke populatie die toegang heeft tot sterk gemechaniseerde middelen om habitats te vernietigen, kan bijvoorbeeld een impact hebben op carnivoren die gelijk is aan die van een veel grotere of dichtere populatie zonder dergelijke middelen. Een andere mogelijkheid is dat de huidige uitstervingsrisicostatus van een soort de patronen van menselijke impact in het verleden meer weerspiegelt dan de huidige impact. Uitstervingsfiltereffecten (Balmford 1996) kunnen betekenen dat de meest kwetsbare soorten al zijn verdwenen of weggetrokken uit regio's met de hoogste HPD, waardoor elke onderliggende positieve associatie tussen HPD en uitstervingsrisico wordt verdoezeld. Helaas verhindert de moeilijkheid om op betrouwbare wijze historische reeksen van soorten te reconstrueren op basis van het beschikbare bewijsmateriaal een grondige toetsing van dit idee.

Het is duidelijk dat het belang van HPD op het huidige uitstervingsrisico van carnivoren minder als een onafhankelijk hoofdeffect is dan als een modificator van de effecten van biologie. Voor soorten met een lage blootstelling (waarvoor HPD 10 mensen/km 2 of hoger was in minder dan de helft van het bereik), voorspelde de levensgeschiedenis geen uitstervingsrisico, en de enige variabelen die in het model waren opgenomen waren die welke de maximale populatieomvang die een soort kan bereiken (geografische omvang en populatiedichtheid van soorten). Voor "high-exposure" soorten werd de levensgeschiedenis (draagtijd) extra significant, en de verklarende kracht van het model als geheel was erg hoog (80%). Het is duidelijk dat een kleine populatie van soorten bijdraagt ​​aan een hoog risico op uitsterven, ongeacht het dreigingsniveau, maar waar de blootstelling aan menselijke populaties hoog is, wordt het nadeel van een populatie van kleine soorten nog verergerd door het nadeel van een langzame levensgeschiedenis. Dit zou kunnen wijzen op een verschil in de belangrijkste soorten bedreigingen die worden ervaren door carnivoren met verschillende niveaus van blootstelling aan menselijke populaties. For example, habitat loss, the predominant threat type for the great majority of mammals (Hilton-Taylor 2000), can be severe even far from centers of human population. Hence, species with restricted distributions and small populations may be susceptible to habitat loss even in regions of relatively low HPD. Where people are more numerous, species may be threatened by direct persecution and exploitation as well as habitat loss. In such regions, species with slow life histories and low population growth rates would become additionally susceptible. This could explain our finding that biology becomes a more powerful predictor of risk status as exposure to human populations increases.

If species in regions of high HPD are threatened by direct persecution and exploitation as well as habitat loss, we should expect top-level predators to be particularly threatened in these regions (Woodroffe 2000). Why, then, was trophic level not a predictor of extinction risk for “high-exposure” species? One possibility is an extinction filter effect, whereby species at the highest trophic levels, which live at low densities and are relatively rare, have already disappeared from regions of high HPD (Diamond 1984 Woodroffe 2001). This explanation appears to be supported by a negative correlation across species between trophic level and the proportion of a species' range with a HPD of 10 people/km 2 or higher (r = −0.23, P = 0.003, d.f. = 166).

The strong effect of biological traits on extinction risk status for “high-exposure” species suggests that, as human populations increase globally over coming decades, the importance of biology in determining which species persist and which decline will also increase. This is worrying for species that possess traits making them more vulnerable to external threats, as their extinction risk can be expected to increase more sharply. Of particular concern are species that not only have unfavorable biology, but also live in regions of rapid human population growth. We have identified the carnivore species with the greatest expected increase in extinction risk over the next few decades, given HPD projected to the year 2030 based on recent growth rates. We acknowledge the problems with converting the ordinal categories of the Red List to an interval scale, and these have been discussed previously (Purvis et al. 2000). However, we emphasize that we are not attempting to make accurate quantitative predictions about the future status of species. We are simply illustrating a way of identifying those species likely to move most rapidly towards extinction in coming decades based on projected growth in human populations, all else being equal. Figure 1 shows those species with the greatest discrepancy between current and predicted risk status. These species are from a wide range of carnivore families, but the Viverridae (civets and genets) are particularly well represented: five of the top seven species on the list are viverrids. Most of the species in Figure 1 are from Africa, much of which has rates of human population growth far higher than the global average. It is particularly worrying that most are currently rated as “least concern” in the Red List, so they are unlikely to be receiving as much conservation attention as species currently rated as threatened. Furthermore, our estimates are conservative in that they treat species' geographic range sizes and population densities as static—they do not account for ongoing declines.


Population size and the rate of evolution

Does evolution proceed faster in larger or smaller populations? The relationship between effective population size (Ne) and the rate of evolution has consequences for our ability to understand and interpret genomic variation, and is central to many aspects of evolution and ecology. Many factors affect the relationship between Ne and the rate of evolution, and recent theoretical and empirical studies have shown some surprising and sometimes counterintuitive results. Some mechanisms tend to make the relationship positive, others negative, and they can act simultaneously. The relationship also depends on whether one is interested in the rate of neutral, adaptive, or deleterious evolution. Here, we synthesize theoretical and empirical approaches to understanding the relationship and highlight areas that remain poorly understood.

trefwoorden: genetic drift molecular evolution mutation rate natural selection population size substitution rate.


Download nu!

We hebben het je gemakkelijk gemaakt om een ​​PDF Ebooks te vinden zonder te graven. And by having access to our ebooks online or by storing it on your computer, you have convenient answers with Quadrat Sampling In Population Ecology Dartmouth College . To get started finding Quadrat Sampling In Population Ecology Dartmouth College , you are right to find our website which has a comprehensive collection of manuals listed.
Onze bibliotheek is de grootste van deze die letterlijk honderdduizenden verschillende producten heeft vertegenwoordigd.

Finally I get this ebook, thanks for all these Quadrat Sampling In Population Ecology Dartmouth College I can get now!

Ik had niet gedacht dat dit zou werken, mijn beste vriend liet me deze website zien, en dat doet het! Ik krijg mijn meest gezochte eBook

wtf dit geweldige ebook gratis?!

Mijn vrienden zijn zo boos dat ze niet weten hoe ik alle e-boeken van hoge kwaliteit heb, wat zij niet hebben!

Het is heel gemakkelijk om e-boeken van hoge kwaliteit te krijgen)

zoveel nepsites. dit is de eerste die werkte! Erg bedankt

wtffff ik begrijp dit niet!

Selecteer gewoon uw klik en download-knop en voltooi een aanbieding om het e-boek te downloaden. Als er een enquête is, duurt het slechts 5 minuten, probeer een enquête die voor u werkt.


Figuur 3.

Number of calves and adults shot per year within the Grimsö Wildlife Research Area.

Estimates of natural mortality used in the cohort analysis

Calf survival

During 1993–2001, 85 marked calves (27 females, 37 males and 21 calves of unknown sex) from 32 different females were checked for survival from August to April. Of the 85 calves, 19 (22.3%) were born as twins, and nine (10.6%) died of natural causes during their first winter, resulting in an average survival rate of 0.89 for all calves. Survival was not significantly related to birth year, birth year squared, twin or single, age of mother, or age of mother squared (P>0.2).

Adult survival

Survival analyses, excluding harvest-related mortality of adult moose, showed no significant effects of birth year (P=0.25), and no significant differences between sexes (P=0.22). Consequently, survival was analysed for males and females combined (Fig. 4). The survival rate for both sexes combined corresponds approximately to an age-specific survival of 0.95 for 1–13 year-olds, 0.9 for 14-year-olds, 0.85 for 15-year-olds and 0.6 for older animals (see Fig. 4). These were the natural survival rates used in the cohort analysis.


Population Density, Size Structure, and Reproductive Cycle of the Comestible Sea Urchin Sphaerechinus granularis (Echinodermata: Echinoidea) in the Pagasitikos Gulf (Aegean Sea)

Sphaerechinus granularis is a common grazer that lives in various sublittoral habitats, displaying typical covering behavior i.e., putts shell-fragments, pebbles, and algae on its test. It is an edible species of increasing commercial importance due to the depletion of the common urchin's, Paracentrotus lividus, stocks. Its biology, however, is not adequately studied over its distributional range. The present study examines population density, size structure, and reproductive biology of S. granularis in the Aegean Sea. Samplings were made with SCUBA-diving (8-10 m) and included: (i) visual census along transects to estimate density, and (ii) random collection of specimens at monthly intervals to assess biometry and gametogenesis. Population density had moderate values that almost doubled when inputted to Distance software. S. granularis had larger dimensions in the sheltered site size-structures were unimodal (65-70 mm and 70-75 mm, in exposed and sheltered site, respectively). An annual reproductive cycle was evident, according to GSI and gonads' histology, with a clear spawning peak in early spring. This pattern conforms to previous reports from the Atlantic, but precedes those from the Mediterranean (reproduction in summer). The provided baseline knowledge on the biology of S. granularis is important for the viable management of its developing fishery.

trefwoorden: Aegean Sea Sphaerechinus biometry gonad-somatic index histology population abundance sea urchin.

Belangenconflict verklaring

The authors declare no conflict of interest.

Figuren

Covering behavior of the sea…

Covering behavior of the sea urchin Sphaerechinus granularis : underwater photography of a…

Map of the study area indicating the location of sampling stations (S1 and…

Mean size (test diameter Dt…

Mean size (test diameter Dt and height Ht in mm) and biomass (total…

Size frequency histogram (Dt in…

Size frequency histogram (Dt in mm) of the sea urchin Sphaerechinus granularin in…

Temporal trend of the mean…

Temporal trend of the mean gonad-somatic index GSI ± Fisher LSD of Sphaerechinus…

Histology of ovaries of Sphaerechinus…

Histology of ovaries of Sphaerechinus granularis . NP = nutritive phagocytes, Og =…

Histology of testes (right) of…

Histology of testes (right) of Sphaerechinus granularis . NP = nutritive phagocytes, L…

Temporal trend of the relative…

Temporal trend of the relative frequency of each gonadal developmental stage of female…