Fluktuasi jumlah organisme, uji regulasi ekologi. Pertumbuhan populasi, kurva pertumbuhan ke dalam dan kelangsungan hidup
Paragraf solusi terperinci § 80 dalam biologi untuk siswa kelas 10, penulis Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. 2014
1. Faktor apa saja yang mempengaruhi jumlah penduduk?
Menjawab. Dalam sistem alam dengan tingkat keanekaragaman spesies yang rendah, besar kecilnya populasi sangat dipengaruhi oleh faktor abiotik dan antropogenik. Hal ini tergantung pada cuaca, komposisi kimia lingkungan dan tingkat pencemaran. Dalam sistem dengan tingkat keanekaragaman spesies yang tinggi, fluktuasi populasi terutama dikendalikan oleh faktor biotik.
Semua faktor lingkungan, tergantung pada sifat pengaruhnya terhadap jumlah penduduk, dapat dibagi menjadi dua kelompok.
Faktor-faktor yang tidak bergantung pada kepadatan penduduk mengubah ukuran populasi ke satu arah, berapa pun jumlah individu di dalamnya. Faktor abiotik dan antropogenik (kecuali aktivitas lingkungan manusia) mempengaruhi jumlah individu, berapa pun kepadatan populasinya. Oleh karena itu, musim dingin yang keras mengurangi jumlah populasi hewan poikilotermik (ular, katak, kadal). Lapisan es yang tebal dan kurangnya oksigen di bawah es mengurangi populasi ikan di musim dingin. Musim panas dan musim gugur yang kering diikuti dengan musim dingin yang sangat dingin mengurangi ukuran populasi kumbang kentang Colorado. Penembakan hewan atau penangkapan ikan yang tidak terkendali mengurangi kemampuan restorasi populasi mereka. Konsentrasi polutan yang tinggi di lingkungan berdampak negatif terhadap kelimpahan semua spesies yang sensitif terhadapnya.
Kapasitas lingkungan (ukuran populasi maksimum) ditentukan oleh kemampuan lingkungan untuk menyediakan sumber daya yang diperlukan penduduk: makanan, tempat tinggal, lawan jenis, dll. Ketika ukuran populasi mendekati kapasitas lingkungan, kekurangan pangan terjadi karena peningkatan konsumsinya. Dan kemudian mekanisme untuk mengatur jumlah populasi melalui persaingan intraspesifik untuk mendapatkan sumber daya diaktifkan. Jika kepadatan penduduk tinggi, hal ini diatur oleh peningkatan angka kematian akibat meningkatnya persaingan. Beberapa individu mati karena kekurangan makanan (herbivora), atau akibat perang biologis atau kimia. Meningkatnya angka kematian menyebabkan penurunan kepadatan. Jika kepadatan penduduk rendah, maka akan terisi kembali dengan meningkatkan angka kelahiran karena pembaruan sumber daya pangan dan melemahnya persaingan.
Peperangan biologis adalah pembunuhan pesaing dalam suatu populasi melalui serangan langsung (predator dari spesies yang sama). Penurunan tajam sumber makanan dapat memicu terjadinya kanibalisme (memakan jenisnya sendiri). Peperangan kimia adalah pelepasan bahan kimia yang menghambat pertumbuhan dan perkembangan atau membunuh individu muda (tanaman, hewan air). Manifestasi perang kimia dapat diamati pada perkembangan berudu. Pada kepadatan tinggi, berudu yang lebih besar melepaskan zat ke dalam air yang menghambat pertumbuhan individu kecil. Oleh karena itu, hanya berudu besar yang menyelesaikan perkembangannya. Setelah itu, berudu kecil mulai tumbuh.
Pengaturan ukuran populasi melalui jumlah sumber makanan terlihat jelas pada contoh interaksi antara populasi predator dan mangsa. Mereka saling mempengaruhi jumlah dan kepadatan satu sama lain, menyebabkan naik turunnya jumlah kedua populasi secara berulang-ulang. Terlebih lagi, dalam sistem fluktuasi ini, peningkatan jumlah predator tertinggal satu fase dari peningkatan jumlah mangsa.
Mekanisme penting untuk mengatur jumlah penduduk pada populasi yang padat adalah respons terhadap stres. Peningkatan kepadatan penduduk menyebabkan peningkatan frekuensi pertemuan antar individu, yang menyebabkan perubahan fisiologis pada diri mereka yang menyebabkan penurunan kesuburan atau peningkatan angka kematian, yang menyebabkan penurunan jumlah penduduk. Stres tidak menyebabkan perubahan permanen pada tubuh, tetapi hanya menyebabkan terhambatnya fungsi tubuh tertentu untuk sementara. Ketika kelebihan populasi dihilangkan, kemampuan untuk bereproduksi dengan cepat pulih.
Semua mekanisme pengaturan populasi yang bergantung pada kepadatan penduduk diaktifkan sebelum sumber daya lingkungan benar-benar habis. Berkat ini, pengaturan jumlah secara mandiri terjadi dalam populasi.
2. Contoh fluktuasi siklus jumlah penduduk apa yang Anda ketahui?
Menjawab. Di alam, ukuran populasi berfluktuasi. Dengan demikian, jumlah populasi individu serangga dan tumbuhan kecil dapat mencapai ratusan ribu bahkan jutaan individu. Sebaliknya, populasi hewan dan tumbuhan dapat berukuran relatif kecil.
Populasi mana pun tidak boleh terdiri dari individu yang lebih sedikit dari yang diperlukan untuk memastikan penerapan lingkungan yang stabil dan ketahanan populasi terhadap faktor lingkungan - prinsip ukuran populasi minimum.
Ukuran populasi minimum khusus untuk spesies yang berbeda. Melebihi batas minimum akan menyebabkan kematian pada populasi. Dengan demikian, persilangan harimau lebih lanjut di Timur Jauh pasti akan menyebabkan kepunahan karena unit-unit yang tersisa, jika tidak menemukan pasangan berkembang biak dengan frekuensi yang cukup, akan punah dalam beberapa generasi. Hal ini juga mengancam tanaman langka (anggrek wanita, dll).
Pengaturan kepadatan penduduk dilakukan ketika sumber energi dan ruang dimanfaatkan sepenuhnya. Peningkatan lebih lanjut dalam kepadatan penduduk menyebabkan penurunan pasokan pangan dan, akibatnya, penurunan kesuburan.
Terdapat fluktuasi jumlah populasi alami yang non-periodik (jarang diamati) dan periodik (konstan).
Fluktuasi jumlah penduduk secara periodik (siklus). Biasanya berlangsung selama satu musim atau beberapa tahun. Perubahan siklik dengan peningkatan jumlah rata-rata setelah 4 tahun telah tercatat pada hewan yang hidup di tundra - lemming, burung hantu kutub, dan rubah kutub. Fluktuasi jumlah musiman juga merupakan ciri khas banyak serangga, hewan pengerat mirip tikus, burung, dan organisme air kecil.
“Ada batas atas dan bawah tertentu terhadap ukuran rata-rata populasi yang ada di alam atau yang secara teori bisa ada dalam jangka waktu berapa pun.”
Contoh. Pada belalang migran, bila jumlahnya sedikit, larva fase tunggal berwarna hijau cerah, sedangkan belalang dewasa berwarna abu-abu kehijauan. Selama tahun-tahun reproduksi massal, belalang memasuki fase stadia. Larva berwarna kuning cerah dengan bintik hitam, sedangkan dewasa menjadi kuning lemon. Morfologi individu juga berubah.
Pertanyaan setelah § 80
1. Apa yang dimaksud dengan dinamika kependudukan?
Menjawab. Dinamika populasi adalah proses perubahan indikator biologis dasar dari waktu ke waktu. Kepentingan utama dalam studi dinamika populasi diberikan pada perubahan jumlah, biomassa dan struktur populasi. Dinamika populasi adalah salah satu fenomena biologis dan ekologi yang paling signifikan. Dapat dikatakan bahwa kehidupan suatu penduduk diwujudkan dalam dinamikanya.
Suatu populasi tidak dapat hidup tanpa perubahan yang konstan, yang karenanya ia beradaptasi dengan perubahan kondisi kehidupan. Indikator-indikator seperti fertilitas, mortalitas dan struktur umur sangatlah penting, namun tidak ada satupun yang dapat digunakan untuk menilai dinamika penduduk secara keseluruhan.
Proses penting dalam dinamika populasi adalah pertumbuhan populasi (atau sekadar “pertumbuhan populasi”), yang terjadi ketika organisme menempati habitat baru atau setelah bencana. Sifat pertumbuhannya bervariasi. Populasi dengan struktur umur sederhana mengalami pertumbuhan yang cepat dan eksplosif. Pada populasi dengan struktur umur yang kompleks, hal ini terjadi dengan lancar, secara bertahap melambat. Bagaimanapun, kepadatan penduduk meningkat sampai faktor-faktor yang membatasi pertumbuhan penduduk mulai berlaku (pembatasan tersebut mungkin terkait dengan penggunaan penuh sumber daya yang dikonsumsi oleh penduduk atau dengan jenis pembatasan lainnya). Pada akhirnya, keseimbangan tercapai dan dipertahankan.
2. Apa yang dimaksud dengan fenomena pengaturan kependudukan? Apa pentingnya hal ini bagi ekosistem?
Menjawab. Ketika pertumbuhan populasi selesai, jumlahnya mulai berfluktuasi pada nilai yang kurang lebih konstan. Seringkali fluktuasi ini disebabkan oleh perubahan kondisi kehidupan musiman atau tahunan (misalnya, perubahan suhu, kelembaban, persediaan makanan). Terkadang mereka bisa dianggap acak.
Di beberapa populasi, fluktuasi jumlah terjadi secara teratur dan bersiklus.
Contoh fluktuasi siklus yang paling terkenal mencakup fluktuasi jumlah beberapa spesies mamalia. Misalnya, siklus periodisitas tiga dan empat tahun merupakan karakteristik dari banyak hewan pengerat mirip tikus (mencit, voles, lemming) dan predatornya (burung hantu bersalju, rubah kutub).
Contoh paling terkenal dari fluktuasi siklus jumlah serangga adalah wabah belalang secara berkala. Informasi tentang invasi belalang pengembara sudah ada sejak zaman kuno. Belalang hidup di gurun dan daerah perairan rendah. Selama bertahun-tahun, ia tidak bermigrasi, tidak merusak tanaman, dan tidak terlalu menarik perhatian. Namun, dari waktu ke waktu kepadatan populasi belalang mencapai proporsi yang sangat besar. Di bawah pengaruh kepadatan, serangga mengalami sejumlah perubahan penampilan (misalnya, mereka mengembangkan sayap yang lebih panjang) dan mulai terbang ke daerah pertanian, memakan segala sesuatu yang dilewatinya. Penyebab ledakan penduduk tersebut rupanya karena ketidakstabilan kondisi lingkungan.
3. Apa peran faktor abiotik dan biotik dalam perubahan kepadatan penduduk?
Menjawab. Penyebab fluktuasi tajam jumlah populasi beberapa organisme dapat disebabkan oleh berbagai faktor abiotik dan biotik. Terkadang fluktuasi ini sejalan dengan perubahan kondisi iklim. Namun, dalam beberapa kasus, tidak mungkin menjelaskan perubahan ukuran suatu populasi tertentu karena pengaruh faktor eksternal. Alasan yang menyebabkan fluktuasi jumlah penduduk mungkin terletak pada diri mereka sendiri; kemudian kita berbicara tentang faktor internal dinamika kependudukan.
Ada kasus yang diketahui ketika, dalam kondisi kelebihan populasi, sejumlah mamalia mengalami perubahan mendadak dalam keadaan fisiologisnya. Perubahan tersebut terutama mempengaruhi organ sistem neuroendokrin, mempengaruhi perilaku hewan, mengubah ketahanan mereka terhadap penyakit dan berbagai jenis stres.
Terkadang hal ini menyebabkan peningkatan angka kematian individu dan penurunan kepadatan penduduk. Kelinci sepatu salju, misalnya, selama periode puncak populasinya sering kali mati mendadak akibat apa yang disebut “penyakit syok”.
Mekanisme seperti itu tidak diragukan lagi dapat diklasifikasikan sebagai pengatur angka internal. Mereka dipicu secara otomatis segera setelah kepadatan melebihi nilai ambang batas tertentu.
Secara umum, semua faktor yang mempengaruhi jumlah penduduk (tidak peduli apakah faktor tersebut membatasi atau mendukung reproduksi penduduk) dibagi menjadi dua kelompok besar:
– tidak bergantung pada kepadatan penduduk;
– bergantung pada kepadatan penduduk.
Kelompok faktor kedua sering disebut pengatur atau pengontrol kepadatan.
Kita tidak boleh berpikir bahwa kehadiran mekanisme regulasi harus selalu menstabilkan angka-angka. Dalam beberapa kasus, tindakan mereka dapat menyebabkan fluktuasi siklus dalam jumlah bahkan dalam kondisi kehidupan yang konstan.
Ceritakan kepada kami tentang perubahan musiman jumlah populasi hewan dan tumbuhan yang Anda ketahui (ingat pengamatan pribadi).
Menjawab. Pada banyak spesies hewan dan tumbuhan, fluktuasi jumlah populasi disebabkan oleh perubahan musim dalam kondisi kehidupan (suhu, kelembaban, cahaya, persediaan makanan, dll). Contoh fluktuasi musiman dalam jumlah populasi ditunjukkan oleh kawanan nyamuk, burung yang bermigrasi, rerumputan tahunan - di musim panas, di musim dingin, fenomena ini praktis tidak ada artinya.
Yang paling menarik adalah fluktuasi jumlah penduduk yang terjadi dari tahun ke tahun. Mereka disebut interannual, berbeda dengan intraannual, atau musiman. Dinamika jumlah penduduk antar-tahunan dapat mempunyai karakter yang berbeda-beda dan diwujudkan dalam bentuk gelombang perubahan yang mulus (kelimpahan, biomassa, struktur penduduk) atau dalam bentuk perubahan mendadak yang sering terjadi.
Dalam kedua kasus tersebut, perubahan ini bisa bersifat teratur, yaitu siklus, atau tidak teratur, yaitu kacau. Yang pertama, tidak seperti yang terakhir, mengandung unsur-unsur yang berulang secara berkala (misalnya, setiap 10 tahun populasi mencapai nilai maksimum tertentu).
Fluktuasi jumlah beberapa jenis burung (misalnya burung pipit kota) atau ikan (suram, vendace, ikan gobi, dll) yang diamati dari tahun ke tahun memberikan contoh perubahan ukuran populasi yang tidak teratur, biasanya terkait dengan perubahan iklim. kondisi atau dengan perubahan lingkungan, pencemaran habitat dengan zat-zat yang berdampak buruk bagi organisme.
Pengamatan menarik terhadap fluktuasi jumlah payudara besar di kota. Jumlahnya di kota pada musim dingin meningkat 10 kali lipat dibandingkan musim panas.
Dengan menggunakan literatur tambahan, berikan contoh fluktuasi siklus jumlah hewan atau tumbuhan.
Menjawab. Untuk populasi alami ada:
1) perubahan jumlah musiman yang berhubungan dengan perubahan musiman faktor lingkungan,
2) fluktuasi yang disebabkan oleh perubahan tahunan. Perubahan kelimpahan musiman paling menonjol pada banyak serangga, serta pada sebagian besar tanaman tahunan.
Contoh fluktuasi jumlah yang signifikan ditunjukkan oleh beberapa spesies mamalia dan burung utara, yang menunjukkan siklus 9-10 atau 3-4 tahun. Contoh klasik dari fluktuasi 9-10 tahun adalah perubahan kelimpahan kelinci sepatu salju dan lynx di Kanada, dengan puncak kelimpahan kelinci mendahului puncak kelimpahan lynx selama satu tahun atau lebih.
Untuk menilai keadaan dinamis populasi tumbuhan, dilakukan analisis keadaan terkait umur (ontogenetik). Tanda yang paling mudah ditentukan dari keadaan stabil suatu populasi adalah spektrum ontogenetik yang lengkap. Spektrum seperti ini disebut spektrum dasar (karakteristik), spektrum tersebut menentukan keadaan populasi yang definitif (stabil secara dinamis).
Contoh fluktuasi siklus yang paling terkenal mencakup fluktuasi gabungan jumlah beberapa spesies mamalia utara. Misalnya, siklus periodisitas tiga dan empat tahun merupakan karakteristik dari banyak hewan pengerat mirip tikus utara (mencit, voles, lemming) dan predatornya (burung hantu bersalju, rubah kutub), serta kelinci dan lynx.
Di Eropa, lemming terkadang mencapai kepadatan yang sangat tinggi sehingga mereka mulai bermigrasi dari habitatnya yang padat penduduk. Baik lemming maupun belalang, tidak setiap peningkatan populasi disertai dengan migrasi.
Terkadang fluktuasi siklus dalam ukuran populasi dapat dijelaskan oleh interaksi kompleks antara populasi spesies hewan dan tumbuhan yang berbeda dalam komunitas.
Perhatikan, misalnya, fluktuasi jumlah beberapa spesies serangga di hutan Eropa, misalnya kupu-kupu ngengat pinus dan ngengat larch, yang larvanya memakan daun pohon. Puncak populasi mereka berulang setelah sekitar 4-10 tahun.
Fluktuasi jumlah spesies ini ditentukan oleh dinamika biomassa pohon dan fluktuasi jumlah burung yang memakan serangga. Ketika biomassa pohon di hutan meningkat, pohon terbesar dan tertua menjadi rentan terhadap ulat pucuk dan sering kali mati karena penggundulan hutan (kehilangan daun) yang berulang-ulang.
Kematian dan pembusukan kayu mengembalikan unsur hara ke tanah hutan. Mereka dimanfaatkan untuk perkembangannya oleh pohon muda yang kurang sensitif terhadap serangan serangga. Pertumbuhan pohon muda juga difasilitasi oleh peningkatan penerangan akibat matinya pohon tua yang tajuknya besar. Sementara itu, burung mengurangi jumlah ulat pucuk. Namun akibat tumbuhnya pohon, (jumlahnya) mulai bertambah lagi dan prosesnya berulang.
Jika kita mempertimbangkan keberadaan hutan jenis konifera dalam jangka waktu yang lama, menjadi jelas bahwa penggulung daun secara berkala meremajakan ekosistem hutan jenis konifera dan merupakan bagian integral darinya. Oleh karena itu, bertambahnya jumlah kupu-kupu ini tidak mewakili suatu bencana, seperti yang terlihat oleh siapa saja yang melihat pohon mati dan sekarat pada tahap tertentu dalam siklus.
Penyebab fluktuasi tajam dalam jumlah populasi tertentu mungkin karena berbagai faktor abiotik dan biotik. Terkadang fluktuasi ini sejalan dengan perubahan kondisi iklim. Namun, dalam beberapa kasus, tidak mungkin menjelaskan perubahan ukuran suatu populasi tertentu karena pengaruh faktor eksternal. Alasan yang menyebabkan fluktuasi jumlah penduduk mungkin terletak pada diri mereka sendiri; kemudian kita berbicara tentang faktor internal dinamika kependudukan
/ Bab 9. Organisme dan lingkungan Tugas: §9.6. Fluktuasi jumlah organisme. Peraturan lingkungan
Jawaban Bab 9. Organisme dan lingkungan Tugas: §9.6. Fluktuasi jumlah organisme. Peraturan lingkungan
Pekerjaan rumah siap pakai (GD) Biologi Pasechnik, Kamensky kelas 9
Biologi
kelas 9
Penerbit: Bustard
Tahun : 2007 - 2014
Pertanyaan 1. Apa yang dimaksud dengan dinamika populasi? Faktor apa saja yang menyebabkan fluktuasi jumlah penduduk?
Dinamika populasi adalah proses ekologi yang paling penting, yang ditandai dengan perubahan jumlah organisme penyusunnya dari waktu ke waktu. Perubahan populasi merupakan proses kompleks yang menjamin stabilitas populasi, penggunaan sumber daya lingkungan yang paling efisien oleh organisme, dan terakhir, perubahan sifat-sifat organisme itu sendiri sesuai dengan perubahan kondisi kehidupannya.
Dinamika kependudukan sangat bergantung pada indikator-indikator seperti kesuburan dan kematian, yang terus berubah bergantung pada banyak faktor. Ketika angka kelahiran melebihi angka kematian, maka jumlah penduduk bertambah, dan sebaliknya: jumlahnya menurun ketika angka kematian lebih tinggi dari angka kelahiran. Perubahan konstan dalam kondisi kehidupan organisme menyebabkan intensifikasi proses tertentu. Akibatnya, jumlah penduduk berfluktuasi.
Fluktuasi jumlah populasi dapat disebabkan oleh perubahan musiman kondisi kehidupan – faktor: abiotik (suhu, kelembaban, cahaya, dll) atau biotik (perkembangan infeksi parasit, predasi, persaingan). Selain itu, dinamika kependudukan dipengaruhi oleh kemampuan individu-individu yang membentuk suatu populasi untuk bermigrasi – melakukan penerbangan, migrasi, dan lain-lain.
Pertanyaan 2: Apa pentingnya dinamika populasi di alam?
Perubahan populasi yang dinamis menjamin stabilitas populasi, penggunaan sumber daya lingkungan yang paling efisien oleh organisme penyusunnya, dan terakhir, perubahan sifat-sifat organisme itu sendiri sesuai dengan perubahan kondisi kehidupannya.
Pertanyaan 3. Apa yang dimaksud dengan mekanisme pengaturan? Berikan contoh.
Populasi memiliki kemampuan untuk mengatur jumlah secara alami karena mekanisme pengaturan yang bersifat perilaku atau reaksi fisiologis organisme terhadap perubahan kepadatan populasi. Mereka terpicu secara otomatis ketika kepadatan penduduk mencapai nilai yang terlalu tinggi atau terlalu rendah.
Pada beberapa spesies, mereka memanifestasikan dirinya dalam bentuk yang parah, menyebabkan kematian individu secara berlebihan (penipisan diri pada tumbuhan, kanibalisme pada beberapa spesies hewan, membuang anak ayam “ekstra” dari sarang burung), dan pada spesies lain - dalam bentuk yang melunak: dinyatakan dalam penurunan kesuburan pada tingkat refleks terkondisi (berbagai manifestasi reaksi stres) atau dengan pelepasan zat yang menghambat pertumbuhan (daphnia, berudu - larva amfibi) dan perkembangan (sering ditemukan pada ikan).
Kasus-kasus menarik dalam membatasi ukuran populasi melalui perubahan perilaku seiring dengan meningkatnya kepadatan, yang pada akhirnya menyebabkan migrasi massal individu.
Misalnya, dengan peningkatan populasi kupu-kupu ulat sutera Siberia yang berlebihan, beberapa kupu-kupu (terutama betina) menyebar hingga jarak 100 km.
Dapat menyebabkan fluktuasi populasi?
Semua kehidupan di Bumi berubah.
Perubahan mendasari evolusi organisme dan perkembangan semua sistem ekologi tanpa kecuali.
Proses ekologi yang paling penting mencakup dinamika populasi, yaitu perubahan jumlah organisme penyusunnya.
Populasi tidak dapat hidup dalam perubahan kondisi lingkungan tanpa ikut berubah. Perubahan populasi adalah proses kompleks yang menjamin stabilitas populasi, penggunaan sumber daya lingkungan yang paling efisien oleh organisme, dan akhirnya, perubahan sifat-sifat lingkungan. organisme sesuai dengan perubahan kondisi kehidupan mereka.
Mari kita perhatikan mekanisme perubahan jumlah penduduk.
Setiap populasi tumbuhan atau hewan dapat dicirikan berdasarkan laju reproduksinya, atau laju kelahirannya. Fertilitas dinyatakan dengan jumlah atau proporsi individu (telur, biji) yang dilahirkan (menetas, bertelur). populasi per satuan waktu. Kesuburan ditentukan oleh sifat-sifat organisme (misalnya kesuburan betina) dan populasinya (komposisi, kelimpahan, dll.).
Dalam populasi alami mana pun, jumlah individu yang muncul selalu melebihi jumlah induknya. Hal ini mudah untuk diverifikasi dengan mengingat berapa banyak benih yang dihasilkan suatu tanaman atau berapa banyak bayi yang dilahirkan, misalnya kucing, serigala, jalak, katak atau ikan. Karena angka kelahiran, jumlah penduduk cenderung mengalami pertumbuhan yang tidak terbatas.
Namun tidak semua individu yang baru menetas dapat bertahan hidup hingga dewasa dan meninggalkan keturunan. Beberapa dari mereka mati. Tingkat kematian organisme disebut mortalitas. Kematian dinyatakan sebagai jumlah atau proporsi individu yang meninggal per satuan waktu. Kematian membatasi pertumbuhan populasi.
Baik angka kelahiran maupun kematian terus berubah tergantung pada banyak faktor. Ketika angka kelahiran melebihi angka kematian, maka jumlah penduduk bertambah, dan sebaliknya: jumlahnya menurun ketika angka kematian lebih tinggi dari angka kelahiran. Perubahan konstan dalam kondisi kehidupan organisme menyebabkan intensifikasi proses tertentu. Akibatnya, jumlah penduduk berfluktuasi.
Kemampuan untuk berubah memungkinkan populasi untuk terus beradaptasi terhadap perubahan kondisi kehidupan. Misalnya, munculnya sumber daya bebas menyebabkan peningkatan angka kelahiran, peningkatan ukuran dan perluasan batas wilayah populasi (seperti yang terlihat ketika tekanan persaingan melemah), dan sebaliknya. Fluktuasi jumlah populasi dapat disebabkan oleh perubahan musiman kondisi kehidupan - suhu, kelembaban, cahaya.
Terkadang alasan yang menyebabkan fluktuasi populasi mungkin terletak pada diri mereka sendiri. Hal ini terjadi ketika angka kematian atau kelahiran organisme berubah sebagai respons terhadap perubahan jumlah mereka, lebih tepatnya kepadatan populasi, yaitu jumlah individu per satuan luas.
Mekanisme semacam ini disebut peraturan; mekanisme ini bekerja secara otomatis ketika kepadatan penduduk mencapai nilai yang terlalu tinggi atau terlalu rendah.
Mekanisme pengaturan dapat berupa reaksi perilaku atau fisiologis organisme terhadap perubahan kepadatan populasi.
Ada kasus yang diketahui ketika, dalam kondisi kelebihan populasi, sejumlah mamalia Terjadi perubahan tajam dalam keadaan fisiologis, yang mempengaruhi perilaku hewan, mengurangi ketahanannya terhadap penyakit dan pengaruh buruk lainnya.
Kelinci sepatu salju, misalnya, sering kali mati mendadak karena “penyakit kejut” selama periode puncak populasi. Pada beberapa spesies ikan, pada kepadatan populasi yang tinggi, ikan dewasa beralih memakan anak-anaknya, akibatnya ukuran populasi mulai menurun. Peningkatan angka kematian dan penurunan kesuburan akibat pengaruh kepadatan tinggi diamati pada populasi banyak spesies hewan dan tumbuhan. Dalam semua kasus ini, sinyal untuk mengaktifkan mekanisme pengaturan diberikan oleh populasi itu sendiri, atau lebih tepatnya, oleh kepadatannya.
Aktivasi mekanisme regulasi dapat menyebabkan fluktuasi siklus jumlah populasi.
Contoh perubahan siklus adalah fluktuasi jumlah beberapa spesies mamalia utara. Misalnya, siklus periodisitas tiga dan empat tahun merupakan karakteristik dari banyak hewan pengerat mirip tikus utara - tikus, tikus, lemming, burung hantu kutub, rubah kutub, dll.
Selama evolusi, berbagai jenis organisme hidup memperoleh sifat yang berbeda. Hal ini tercermin dari sifat-sifat populasinya, karakteristik fluktuasi populasinya. Populasi spesies yang beradaptasi untuk hidup dalam kondisi yang stabil, meskipun keras (penguin, paus, beruang kutub), pada umumnya, tidak mampu mengubah jumlah dengan cepat. Tanpa campur tangan manusia, jumlah mereka berubah dengan lancar, tanpa puncak atau penurunan yang tajam. Gambaran dinamika ini khas untuk organisme dengan siklus perkembangan yang panjang, yang populasinya mencakup banyak kelompok umur. Di perairan yang sama, misalnya, jumlah ikan tombak yang populasinya terdiri dari 25 kelompok umur, perubahannya jauh lebih lambat dibandingkan jumlah sidat yang populasinya hanya 6 kelompok umur.
Spesies lain yang hidup di daerah beriklim sedang, terutama hewan tahunan (kebanyakan serangga) dan tumbuhan (beberapa jenis rumput), mampu mengalami perubahan jumlah yang cepat dan dramatis. Perubahan ini mempunyai cakupan yang luas. Selama tahun-tahun kelimpahan minimum dan maksimum, jumlah spesies tersebut dapat bervariasi hingga puluhan, ratusan, dan terkadang ribuan kali lipat. Spesies ini dicirikan oleh “ledakan populasi. - peningkatan jumlah secara eksplosif yang terjadi hampir secara tiba-tiba. Hal ini terjadi ketika kondisi sangat menguntungkan bagi reproduksi organisme. Populasi jenis ini, sebagai suatu peraturan, adalah yang pertama menjajah habitat baru dalam komunitas yang berada pada tahap awal perkembangannya.
Dalam ekosistem dewasa, yang mencakup banyak spesies tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme yang berbeda, di mana hubungan biotik berkembang dan terdapat distribusi pemanfaatan yang ketat. sumber daya, hubungan seperti persaingan atau predasi menjadi penyebab utama fluktuasi jumlah spesies individu.
Hubungan biotik bertindak sebagai semacam pengatur; mereka menekan “ledakan populasi”, mengubah perubahan kacau menjadi Bentuk fluktuasi periodik yang teratur, dan dalam beberapa kasus menstabilkan jumlah organisme.
Di sini kita dihadapkan pada sifat-sifat penting yang diberkahi dengan sistem ekologi dari berbagai tingkat organisasi (komunitas, populasi, ekosistem):
berfungsinya elemen individu dari sistem ditentukan oleh hubungannya dengan elemen lain;
elemen individu dapat dipertukarkan: hilangnya salah satu elemen mengarah pada fakta bahwa fungsinya mulai dijalankan
elemen lain yang menempati posisi serupa dalam sistem.
Ini adalah jenis peraturan lainnya.
Komunitas seolah-olah mengatur perubahan yang terjadi pada populasi individu.Populasi membantu ekosistem mempertahankan sifat-sifatnya bahkan ketika unsur-unsur tertentu hilang. Ketika satu spesies menghilang, tempatnya digantikan oleh spesies lain, yang posisinya serupa dengan spesies pertama dalam struktur trofik komunitas.
Contohnya adalah perubahan komposisi spesies ikan yang biasa terjadi di perairan tempat berkembangnya penangkapan ikan. Penurunan jumlah spesies yang paling berharga akibat penangkapan ikan sering kali menyebabkan peningkatan jumlah ikan “sampah” yang tidak diminati oleh para nelayan. Kekayaan spesies menurun, meskipun total populasi ikan tidak berubah.
Proses mikroevolusi erat kaitannya dengan dinamika kependudukan. Kemungkinan perubahan dalam kumpulan gen (gangguan keseimbangannya) terutama meningkat ketika ukuran populasi rendah. Akibatnya, pada tahun-tahun dengan kelimpahan rendah, proses mikroevolusi seharusnya lebih aktif. Jika kita memperhitungkan bahwa penurunan jumlah organisme terjadi dengan perubahan mendadak pada faktor eksternal, kita dapat memahami bahwa pada saat yang sama, seleksi mulai meningkat. Dengan kata lain, ketika dihadapkan pada perubahan kondisi kehidupan, populasi meresponsnya tidak hanya dengan perubahan jumlah, tetapi juga dengan perubahan pada organisme itu sendiri: populasi mempertahankan individu hanya dengan sifat-sifat yang berguna dalam kondisi spesifik tersebut.
Selama periode pertumbuhan penduduk, perubahan-perubahan yang didapat dikonsolidasikan dalam populasi. Seleksi penstabilan mulai beroperasi. Beginilah terjadinya adaptasi, adaptasi organisme terhadap kondisi kehidupan baru.
Dinamika populasi. Kesuburan. Kematian. Mekanisme regulasi. Fluktuasi siklus dalam jumlah.
1. Apa yang dimaksud dengan dinamika kependudukan? Faktor apa saja yang menyebabkan fluktuasi jumlah penduduk?
2. Apa pentingnya dinamika populasi di alam?
3. Apa yang dimaksud dengan mekanisme regulasi? Berikan contoh.
Kamensky A.A., Kriksunov E.V., Pasechnik V.V. Biologi kelas 9
Dikirim oleh pembaca dari situs web
Fluktuasi dan pengaturan jumlah penduduk
Ukuran populasi dapat bertambah sebagai akibat dari imigrasi (penambahan individu dari luar) atau karena reproduksi individu. Perubahan komposisi penduduk sangat dipengaruhi oleh kondisi iklim, yang tercermin pada bagian sebelumnya (ekofaktor - suhu, kelembaban, dll.). Seringkali faktor pembatasnya, seperti yang sudah dibuktikan, adalah musuh, makanan, dll. Fluktuasi jumlah terjadi secara siklis, bisa disebut siklus. Namun penelitian terhadap siklus seperti itu memerlukan waktu yang lama dan bergantung pada periode antara ukuran maksimum dan minimum suatu populasi tertentu. Dengan mempertimbangkan masa pubertas dan kehamilan, parameter ini berbeda untuk setiap spesies. Pada hewan kecil, seperti tikus, periode ini jauh lebih singkat dibandingkan pada hewan seperti ungulata dan gajah. Artinya, untuk menelusuri proses tersebut, seorang ahli ekologi perlu mempunyai informasi tentang kurun waktu terjadinya banyak perubahan generasi (generasi), dan mengetahui kondisi keberadaan populasi tersebut. Informasi ini dapat diperoleh dengan lebih mudah dalam kondisi laboratorium, di mana selama percobaan peneliti terkadang secara artifisial, dan terkadang secara tidak sadar, menciptakan kondisi kehidupan yang menguntungkan (tikus, lalat buah, dll.).
Fluktuasi jumlah penduduk dapat digambarkan secara grafis dalam bentuk sinusoidal (Gbr. 3.4), untuk itu perlu dilakukan penelitian dalam jangka waktu yang lama. Sinusoid ini terdiri dari fragmen-fragmen yang mungkin menyimpang dari kurva ideal. Hal yang penting adalah proses tersebut berosilasi di sekitar garis imajiner, yang akan menjadi ekspresi grafis ideal dari ukuran populasi. Perlu juga diperhatikan: fluktuasi jumlah individu dalam populasi dimungkinkan dalam batas-batas tertentu, jadi memang benar muncul konsep ukuran populasi minimum di sini, jika jumlah individu mencapai indikator di bawah ukuran minimum, maka menghilang.
Beras. 3.4. Fluktuasi siklus dalam ukuran populasi
Besarnya populasi mungkin tidak konstan karena perubahan fekunditas, mortalitas, dan seringkali keduanya. Ketika mempelajari ukuran populasi dan perubahannya, mereka selalu berusaha menentukan faktor kunci - faktor yang bertanggung jawab atas sebagian besar perubahan yang terjadi selama suksesi generasi. Biasanya, faktor kunci ini mempengaruhi angka kematian.
Fluktuasi jumlah penduduk telah terbukti tidak semrawut. Faktanya, ada sejumlah faktor yang menjaga keadaan penduduk* dalam batas-batas tertentu. Ini adalah faktor-faktor yang mengurangi jumlah dan meningkatkan angka kematian serta bekerja lebih baik ketika kepadatan meningkat. Faktor-faktor tersebut bisa berupa kekurangan makanan, bertambahnya jumlah musuh, dan sejenisnya.
Pertumbuhan populasi, kurva pertumbuhan ke dalam dan kelangsungan hidup
Jika angka kelahiran suatu penduduk melebihi angka kematian maka jumlah penduduk akan bertambah. Contoh mencolok dari fenomena ini adalah pertumbuhan populasi bumi. Diperkirakan hanya pada abad ke-20. Populasinya meningkat lebih dari dua kali lipat. Artinya, sebagai akibat dari lompatan kualitatif umat manusia, kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, umat manusia menciptakan kondisi-kondisi tertentu yang menyebabkan pertumbuhan yang begitu tajam.
Perjalanan umum perubahan jumlah individu dalam suatu populasi ditentukan oleh persamaan: Nt + 1 = N + B-D + IE, dimana N adalah jumlah individu dalam suatu populasi, B adalah angka kelahiran, D adalah angka kematian, dan adalah imigrasi, E adalah emigrasi, t adalah waktu.
Jumlah penduduk dapat meningkat karena tingginya angka kelahiran, tingginya imigrasi, atau kombinasi keduanya. Ukuran populasi berkurang karena kematian dan emigrasi individu ke luar perbatasannya.
Untuk memahami dengan jelas pola pertambahan populasi, disarankan untuk mempertimbangkan model pertumbuhan pertumbuhan ragi yang terjadi pada bahan budidaya segar (Gbr. 3.5). Dalam lingkungan baru dan menguntungkan tersebut, kondisi pertumbuhan penduduk sudah optimal, sehingga pertumbuhan penduduk secara eksponensial akan segera terlihat. Pada media nutrisi segar, pertumbuhan akan berlangsung secara bertahap hingga mencapai jumlah maksimal. Keterlambatan pertumbuhan penduduk pada tahap awal dikaitkan dengan adaptasi terhadap kondisi lingkungan baru. Kurva yang kita gambar adalah kurva eksponensial atau logaritma. Pada tahap selanjutnya dalam kehidupan penduduk, akan tiba suatu masa ketika pembangunan eksponensial tidak mungkin dilakukan. Hal ini dapat terjadi karena berbagai alasan - penurunan sumber daya
nutrisi, akumulasi produk metabolisme, dll. Akibatnya, proses pertumbuhan penduduk secara bertahap melambat dan kurva pertumbuhan berbentuk s.
Beras. 3.5. Model Pertumbuhan Populasi Ragi
Ada jenis pertumbuhan populasi lainnya, ketika pertumbuhan eksponensial berlanjut hingga jumlah organisme tiba-tiba berkurang (Gbr. 3.6). Fenomena ini dapat terjadi karena penurunan tajam sumber daya, wilayah, dll. Kurva pertumbuhan seperti ini disebut kurva J. Perlu dicatat bahwa dalam kedua kasus tersebut, pertumbuhan eksponensial dapat ditelusuri pada tahap awal pertumbuhan.
Beras. 3.6. Model pertumbuhan penduduk
Jadi, kita melihat dua model pertumbuhan penduduk. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa konstruksi kurva seperti itu hanya mungkin dilakukan jika ekosistem lebih atau kurang stabil. Artinya, faktor sistem tidak berperan sebagai pembatas pertumbuhan penduduk.
Hanya model yang digambarkan dalam bentuknya yang murni, biasanya tidak ada di alam. Jika beberapa kesamaan dapat ditemukan di alam selama pemukiman dan pengembangan wilayah baru oleh suatu spesies (hal ini dapat diilustrasikan dengan jelas oleh penyebaran burung merpati cincin di Eropa Tengah), maka di wilayah di mana spesies introduksi telah menjadi bagian dari ekosistem, ini tidak akan diperhatikan. Namun, model tersebut memberi kita kesempatan untuk memahami pola pertumbuhan populasi, memprediksi perilaku suatu spesies dalam kondisi baru, mengelola dan menyesuaikan jumlah spesies “merah” dan “berbahaya”.
Salah satu faktor utama yang mempengaruhi besarnya populasi adalah persentase individu yang meninggal sebelum mencapai kematangan seksual. Untuk menjaga agar jumlah populasi tetap konstan, rata-rata hanya dua keturunan dari setiap pasangan yang bertahan hidup hingga usia reproduksi. Untuk memperoleh kurva kelangsungan hidup, ada gunanya memulai dengan populasi bayi baru lahir tertentu dan kemudian mencatat jumlah individu yang bertahan hidup sebagai fungsi waktu. Dengan memplot kurva kelangsungan hidup masing-masing spesies, kita dapat menentukan tingkat kematian individu-individu dari berbagai usia dan dengan demikian menentukan pada usia berapa spesies tersebut paling rentan. Jika kita mengetahui penyebab kematian, kita dapat memahami bagaimana jumlah populasi diatur.
Kurva kelangsungan hidup dapat diperoleh dengan mulai mengamati populasi tertentu, hanya melacak individu yang baru lahir, dan mencatat jumlah atau persentase individu yang masih hidup sebagai fungsi waktu. Sebagian besar hewan dan tumbuhan menua, yang terutama diwujudkan dalam penurunan jumlah individu setelah mencapai masa reproduksi (Gbr. 3.7).
Alasan untuk fenomena ini banyak faktor, namun, sebagai suatu peraturan, pada periode pasca-reproduksi tubuh secara bertahap kehilangan kemampuan perlindungannya. Kurva A merupakan karakteristik spesies yang tingkat kematiannya kurang lebih konstan sepanjang periode perkembangan. Bagi sebagian besar invertebrata, kurva seperti itu bukanlah tipikal. Kurva B merupakan ciri populasi organisme dengan tingkat kematian yang tinggi pada awal masa pra-reproduksi. Kurva ini merupakan ciri khas mouflon dan kambing gunung. Kurva B mendekati kurva ideal, karena kami yakin bahwa kematian dalam jangka waktu yang lama lebih rendah dibandingkan usia, dan penuaan merupakan faktor utama kematian. Sebagai contoh, kita dapat mengambil populasi manusia di planet kita. Banyak orang meninggal karena penuaan, namun rata-rata usianya tidak melebihi 75 tahun. Sedikit penyimpangan pada fase awal dikaitkan dengan kematian bayi (pra-reproduksi).
Sebagai penutup pertimbangan isu-isu dinamika kependudukan, perlu diperhatikan: proses fluktuasi kependudukan berlangsung terus menerus dan dapat berubah seiring berjalannya waktu, sebagai akibat dari perubahan adaptif. Hilangnya fenomena ini hanya mungkin terjadi sehubungan dengan kepunahan spesies. Persoalan dinamika kependudukan menjadi dasar untuk memahami permasalahan yang lebih luas, seperti dinamika kelompok, ekosistem, dan biosfer secara keseluruhan.
Pertanyaan 1. Apa yang dimaksud dengan dinamika kependudukan? Faktor apa saja yang menyebabkan fluktuasi jumlah penduduk?
Dinamika populasi adalah proses ekologi yang paling penting, yang ditandai dengan perubahan jumlah organisme yang menyusun komposisinya dari waktu ke waktu. Perubahan populasi merupakan proses kompleks yang menjamin stabilitas populasi, penggunaan sumber daya lingkungan yang paling efisien oleh organisme, dan terakhir, perubahan sifat-sifat organisme itu sendiri sesuai dengan perubahan kondisi kehidupannya.
Dinamika kependudukan sangat bergantung pada indikator-indikator seperti kesuburan dan kematian, yang terus berubah bergantung pada banyak faktor. Ketika angka kelahiran melebihi angka kematian, maka jumlah penduduk bertambah, dan sebaliknya: jumlahnya menurun ketika angka kematian lebih tinggi dari angka kelahiran. Perubahan konstan dalam kondisi kehidupan organisme menyebabkan intensifikasi proses tertentu. Akibatnya, jumlah penduduk berfluktuasi.
Fluktuasi jumlah populasi dapat disebabkan oleh perubahan musiman kondisi kehidupan – faktor: abiotik (suhu, kelembaban, cahaya, dll) atau biotik (perkembangan infeksi parasit, predasi, persaingan). Selain itu, dinamika populasi dipengaruhi oleh kemampuan individu-individu yang membentuk populasi untuk bermigrasi—terbang, bermigrasi, dan sebagainya.
Pertanyaan 2. Apa pentingnya dinamika populasi di alam?
Perubahan populasi yang dinamis menjamin stabilitas populasi, penggunaan sumber daya lingkungan yang paling efisien oleh organisme penyusunnya, dan terakhir, perubahan sifat-sifat organisme itu sendiri sesuai dengan perubahan kondisi kehidupannya.
Pertanyaan 3. Apa yang dimaksud dengan mekanisme pengaturan? Berikan contoh.
Populasi memiliki kemampuan untuk mengatur jumlahnya secara alami karena mekanisme pengaturan yang bersifat perilaku atau reaksi fisiologis organisme terhadap perubahan kepadatan populasi. Mereka terpicu secara otomatis ketika kepadatan penduduk mencapai nilai yang terlalu tinggi atau terlalu rendah. Bahan dari situs
Pada beberapa spesies, mereka memanifestasikan dirinya dalam bentuk yang parah, menyebabkan kematian individu secara berlebihan (penipisan diri pada tumbuhan, kanibalisme pada beberapa spesies hewan, membuang anak ayam “ekstra” dari sarang burung), dan pada spesies lain - dalam bentuk yang melunak : dinyatakan dalam penurunan kesuburan pada tingkat refleks terkondisi (berbagai manifestasi reaksi stres) atau dengan pelepasan zat yang menghambat pertumbuhan (daphnia, berudu - larva amfibi) dan perkembangan (sering ditemukan pada ikan) .
Kasus-kasus menarik dalam membatasi ukuran populasi melalui perubahan perilaku seiring dengan meningkatnya kepadatan, yang pada akhirnya menyebabkan migrasi massal individu.
Misalnya, dengan peningkatan populasi kupu-kupu ngengat sutra Siberia yang berlebihan, beberapa kupu-kupu (terutama betina) menyebar hingga jarak 100 km.
Tidak menemukan apa yang Anda cari? Gunakan pencarian
Di halaman ini terdapat materi tentang topik-topik berikut:
- peraturan ekologi jumlah organisme?
- fluktuasi jumlah presentasi organisme
- Presentasi dengan topik Fluktuasi jumlah organisme. Peraturan lingkungan. Unduh.
- pengarsipan data
- presentasi tentang fluktuasi populasi
