Le basi della biologia della popolazione

Le popolazioni sono gruppi di individui appartenenti alla stessa specie che vivono nella stessa regione allo stesso tempo. Le popolazioni, come i singoli organismi, hanno attributi unici come il tasso di crescita, la struttura per età, il rapporto tra i sessi e il tasso di mortalità

Le popolazioni cambiano nel tempo a causa di nascite, decessi e dispersione di individui tra popolazioni separate. Quando le risorse sono abbondanti e le condizioni ambientali appropriate, le popolazioni possono aumentare rapidamente. La capacità di una popolazione di aumentare al massimo tasso in condizioni ottimali è chiamata potenziale biotico. Il potenziale biotico è rappresentato dalla lettera r quando usato in equazioni matematiche.

Tenere sotto controllo la popolazione

Nella maggior parte dei casi, le risorse non sono illimitate e le condizioni ambientali non sono ottimali. Clima, cibo, habitat, disponibilità di acqua e altri fattori tengono sotto controllo la crescita della popolazione a causa della resistenza ambientale. L'ambiente può supportare solo un numero limitato di individui in una popolazione prima che alcune risorse si esauriscano o limiti la sopravvivenza di tali individui. Il numero di individui che un particolare habitat o ambiente può supportare è indicato come capacità di carico. La capacità di carico è rappresentata dalla lettera K quando usato in equazioni matematiche.

Caratteristiche di crescita

A volte le popolazioni possono essere classificate in base alle loro caratteristiche di crescita. Le specie le cui popolazioni aumentano fino a quando non raggiungono la capacità di carico del loro ambiente e poi si livellano vengono definite K-specie selezionate. Le specie le cui popolazioni aumentano rapidamente, spesso in modo esponenziale, riempiendo rapidamente gli ambienti disponibili, sono indicate come r-specie selezionate.

Caratteristiche di K-le specie selezionate includono:

• Maturazione tardiva
• Meno giovani, più giovani
• Durata della vita più lunga
• Più cure parentali
• Concorrenza intensa per le risorse

Caratteristiche di r-le specie selezionate includono:

• Maturazione precoce
• Numerosi giovani più piccoli
• Durata della vita più breve
• Meno cure parentali
• Una piccola competizione per le risorse

Densità demografica

Alcuni fattori ambientali e biologici possono influenzare una popolazione in modo diverso a seconda della sua densità. Se la densità della popolazione è elevata, tali fattori diventano sempre più limitanti per il successo della popolazione. Ad esempio, se gli individui sono angusti in una piccola area, la malattia potrebbe diffondersi più rapidamente di quanto farebbe se la densità della popolazione fosse bassa. I fattori che sono influenzati dalla densità della popolazione sono indicati come fattori dipendenti dalla densità.

Esistono anche fattori indipendenti dalla densità che influenzano le popolazioni indipendentemente dalla loro densità. Esempi di fattori indipendenti dalla densità potrebbero includere un cambiamento di temperatura come un inverno straordinariamente freddo o secco.

Competizione intra specifica

Un altro fattore limitante per le popolazioni è la competizione intra-specifica che si verifica quando gli individui all'interno di una popolazione competono tra loro per ottenere le stesse risorse. A volte la competizione intra-specifica è diretta, ad esempio quando due individui si contendono lo stesso cibo, o indiretto, quando l'azione di un individuo si altera e può danneggiare l'ambiente di un altro individuo.

Le popolazioni di animali interagiscono tra loro e il loro ambiente in vari modi. Una delle principali interazioni che una popolazione ha con il suo ambiente e altre popolazioni è dovuta al comportamento alimentare.

Tipi di erbivori

Il consumo di piante come fonte di cibo è indicato come erbivoro e gli animali che fanno questo consumo sono chiamati erbivori. Esistono diversi tipi di erbivori. Quelli che si nutrono di erbe sono chiamati pascoli. Gli animali che mangiano foglie e altre porzioni di piante legnose sono chiamati browser, mentre quelli che consumano frutta, semi, linfa e polline sono chiamati frugivori.

Predatori e prede

Le popolazioni di animali carnivori che si nutrono di altri organismi sono chiamate predatori. Le popolazioni su cui si nutrono i predatori sono chiamate prede. Spesso le popolazioni di predatori e prede si alternano in una complessa interazione. Quando le risorse della preda sono abbondanti, il numero dei predatori aumenta fino a quando le risorse della preda non diminuiscono. Quando i numeri delle prede diminuiscono, anche i numeri dei predatori diminuiscono. Se l'ambiente fornisce rifugio e risorse adeguate per le prede, il loro numero potrebbe aumentare nuovamente e il ciclo ricomincerà.

Specie concorrenti

Il concetto di esclusione competitiva suggerisce che due specie che richiedono risorse identiche non possono coesistere nella stessa posizione. Il ragionamento alla base di questo concetto è che una di quelle due specie sarà meglio adattata a quell'ambiente e avrà più successo, al punto da escludere le specie minori dall'ambiente. Tuttavia scopriamo che coesistono molte specie con requisiti simili. Poiché l'ambiente è vario, le specie in competizione possono usare le risorse in modi diversi quando la competizione è intensa, lasciando così spazio gli uni agli altri.

Quando due specie interagenti, ad esempio predatore e preda, si evolvono insieme, possono influenzare l'evoluzione dell'altra. Questo è indicato come coevoluzione. A volte la coevoluzione porta a due specie che si influenzano (sia positivamente che negativamente) l'una dall'altra, in una relazione chiamata simbiosi. I vari tipi di simbiosi includono:

• Parassitismo: Una specie (parassita) beneficia di più rispetto alle altre specie (ospite).
• Commensalismo: Una specie beneficia mentre una seconda specie non viene né aiutata né ferita.
• mutualismo: Entrambe le specie beneficiano dell'interazione.