en population definieras som en grupp individer av samma art som lever och interbreeding inom ett visst område. Medlemmar av en befolkning är ofta beroende av samma resurser, är föremål för liknande miljöbegränsningar och är beroende av att andra medlemmar finns kvar över tiden., Forskare studerar en befolkning genom att undersöka hur individer i den befolkningen interagerar med varandra och hur befolkningen som helhet interagerar med sin miljö. Som ett verktyg för att objektivt studera populationer, befolkningsekologer förlitar sig på en rad statistiska åtgärder, känd som demografiska parametrar, för att beskriva den befolkningen (Lebreton et al. 1992). Vetenskapsområdet intresserad av att samla in och analysera dessa siffror kallas befolkningsdemografi, även känd som demografi.
brett definierad, demografi är studien av populationernas egenskaper., Det ger en matematisk beskrivning av hur dessa egenskaper förändras över tiden. Demografi kan innehålla några statistiska faktorer som påverkar befolkningstillväxten eller nedgången, men flera parametrar är särskilt viktiga: befolkningsstorlek, densitet, åldersstruktur, fecundity (födelsetal), mortalitet (dödlighet) och könsförhållande (Dodge 2006). Vi introducerar var och en av dessa i sin tur.
den mest grundläggande demografiska parametern är antalet individer inom en population (Lebreton et al. 1992)., Befolkningsstorlek definieras som antalet individer som finns i ett subjektivt angivet Geografiskt område. Trots enkelheten i sitt koncept är det nästan omöjligt att lokalisera alla individer under en folkräkning (en fullständig räkning av varje individ), så ekologer uppskattar vanligtvis befolkningsstorleken genom att räkna individer inom ett litet provområde och extrapolera det provet till den större befolkningen., Oavsett utmaningarna vid mätning av befolkningsstorlek är det en viktig egenskap hos en befolkning med betydande konsekvenser för befolkningens dynamik som helhet (Lebreton et al. 1992).
populationer uppvisar distinkta beteenden baserat på deras storlek. Små populationer löper större risk att dö ut (Caughley 1994). Individer i dessa populationer kan ha svårt att hitta kvalitet kompisar så, färre individer mate och de som gör risk inavel (Hamilton 1967). Dessutom är individer i liten population mer mottagliga för slumpmässiga dödsfall., Händelser som brand, översvämningar och sjukdomar har större chans att döda alla individer i befolkningen.
stora populationer upplever sina egna problem. När de närmar sig den maximala hållbara befolkningsstorleken, känd som bärförmåga, visar stora populationer karakteristiskt beteende. Populationer som närmar sig sin bärförmåga upplever större konkurrens om resurser, förändringar i rovdjursförhållanden och sänkt fecundity. Om befolkningen blir för stor kan den börja överskrida miljöns bärkraft och försämra den tillgängliga livsmiljön (Figur 1).,
befolkningstäthet
en mer fullständig beskrivning av en befolknings storlek inkluderar befolkningstätheten — storleken på en befolkning i förhållande till den mängd utrymme som den upptar. Densitet uttrycks vanligtvis som antalet individer per enhetsområde eller volym (Lebreton et al. 1992). Till exempel: antalet kråkor per kvadratkilometer eller antal plankton per liter (Andren 1992, Sterner 1986)., Liksom alla befolkningsegenskaper är densitet en dynamisk egenskap som förändras över tiden när individer läggs till eller tas bort från befolkningen. Nära besläktade arter av Gannet fåglar kommer att upprätthålla mycket olika densiteter (Figur 2). Födelse och invandring — tillströmningen av nya individer från andra områden-kan öka befolkningens densitet, medan död och emigration — individernas rörelse ut ur en befolkning till andra områden — kan minska sin densitet (Lebreton et al. 1992).,
i likhet med populationsstorleken visar befolkningstätheten särskiljande egenskaper vid både höga och låga värden., Densitetsberoende faktorer, inklusive konkurrens, predation, migration och sjukdom, intensifieras inom populationer När densiteten ökar. Däremot påverkar täthetsoberoende faktorer, såsom väder, brandförhållanden och översvämningar, populationer oavsett deras specifika densiteter (Lebreton et al. 1992).
åldersstruktur
inte alla individer bidrar lika till en population. Ibland tycker forskare att det är användbart att karakterisera de olika bidragen från olika individer., För det första sorteras individer i åldersspecifika kategorier som kallas kohorter, som ”juveniles” eller ”subadults” (Dodge 2006). Forskare skapar sedan en profil av kohorts storlek och åldersstrukturer för att bestämma befolkningens reproduktiva potential för att uppskatta nuvarande och framtida tillväxt. Vanligtvis kommer en snabbt växande befolkning att ha större reproduktiva kohorter, stabila populationer visar en jämnare fördelning av åldersklasser och snabbt minskande populationer har stora äldre kohorter (Lebreton et al. 1992).,
åldersstruktur kan representeras grafiskt med en befolkningspyramid (Figur 3). Även om en befolknings åldersstruktur inte alltid är pyramidal i form, har de flesta populationer yngre kohorter som är större än äldre kohorter. Till exempel visade Sherman och Mortons studier av Tioga Pass Beldings jordekorrar födelsekohorter större än 300 individer och mindre än 10 individer i kohorter över sex års ålder (Sherman & Morton 1984).,
Fecundity
som åldersstruktur antyder har vissa individer inom en population större inverkan på befolkningsplaneringsprocesser, såsom tillväxt., Fecundity beskriver antalet avkommor en individ eller en population kan producera under en viss tidsperiod (Martin 1995) (Figur 4). I demografiska studier beräknas fecundity i åldersspecifika födelsetal, vilket kan uttryckas som antalet födda per tidsenhet, antalet födda per kvinna per tidsenhet eller antalet födda per 1000 individer per tidsenhet. Maximal (eller fysiologisk) fecunditet är det teoretiska maximala antalet avkommor som produceras i en population utan några ekologiska begränsningar., Men eftersom varje ekosystem genomför begränsningar på sina populationer föredrar ekologer att mäta realiserad (eller ekologisk) fecunditet, vilket är det observerade antalet avkommor som produceras i en population under faktiska miljöförhållanden.
medan maximal fecundity är en konstant för populationer, varierar realiserad fecundity över tiden baserat på befolkningens storlek, densitet och åldersstruktur. Externa förhållanden, såsom tillgång till mat och livsmiljö, kan också påverka fecundity. Densitetsberoende reglering ger en negativ feedback om befolkningen växer för stor, genom att minska födelsetalen och stoppa befolkningstillväxten genom en mängd mekanismer (Lebreton et al. 1992)., I vitfotade möss reglerar exempelvis populationer deras reproduktiva hastighet via ett stresshormon. När befolkningstätheten ökar, så gör aggressiva interaktioner mellan individer (även när mat och skydd är obegränsade). Hög befolkningstäthet leder till frekventa aggressiva möten, vilket utlöser ett stressyndrom där hormonella förändringar försenar sexuell mognad, orsakar reproduktionsorgan att krympa och deprimera immunsystemet (Krohne 1984).
dödlighet
ett annat enskilt drag som påverkar befolkningstillväxten är dödlighet., Dödligheten är ett mått på enskilda dödsfall i en population och fungerar som motvikt till fecundity. Liksom fecundity mäts dödligheten i hastigheter, vanligtvis uttryckt som antalet individer som dör under en viss period (dödsfall per tidsenhet) eller andelen av befolkningen som dör under en viss period (procent dödsfall per tidsenhet). En population har teoretiskt en minsta dödlighet-det teoretiskt minsta antalet dödsfall i en population förutsatt att inga ekologiska begränsningar., Den minsta dödligheten är alltid lägre än den realiserade (eller ekologiska) dödligheten, vilket är det observerade antalet förluster i en population under faktiska miljöförhållanden. Ungefär som realiserad fecundity varierar realiserad dödlighet över tiden baserat på dynamik internt och externt för befolkningen (Benrey & Denno 1997).
för att visualisera dödlighet och fecundity inom en population skapar ekologer livstabeller för att visa åldersspecifika statistiska sammanfattningar av en befolknings överlevnadsmönster., Först utvecklad av romerska aktuarier användes livstabeller för att uppskatta hur länge individer i en viss åldersgrupp förväntades leva för att värdera livförsäkringsprodukter (Trenerry 1926). Raymond Pearl (1928) introducerade först livsbordet till biologi när han tillämpade det på laboratoriestudier av fruktflugan, Drosophila. Livs tabeller är särskilt användbara för arter med diskreta utvecklingsstadier och dödlighet som varierar kraftigt från ett steg till nästa (figur 5).,
könsförhållande
sexuellt reproducerande organismer måste hitta kompisar för att producera avkomma. Utan jämförbart antal män och kvinnor kan parningsmöjligheterna vara begränsade och befolkningstillväxten hämmas., Ekologer mäter således antalet män och kvinnor inom en befolkning för att bygga ett könsförhållande, vilket kan hjälpa forskare att förutsäga befolkningstillväxt eller nedgång. Ungefär som befolkningsstorlek är könsförhållandet ett enkelt koncept med stora konsekvenser för befolkningsdynamiken. Till exempel kan stabila populationer upprätthålla ett könsförhållande 1:1 och därför hålla sin tillväxttakt konstant, medan minskande populationer kan utveckla ett könsförhållande 3:1 som gynnar kvinnor, vilket resulterar i en ökad tillväxttakt., Hos arter där hanar bidrar avsevärt till avkomman uppfödning, populationer kan i stället upprätthålla ett förhållande skev mot hanar (Hamilton 1967).
intressant är könsförhållandet inte alltid slumpmässigt men kan manipuleras vid födseln genom miljö-eller fysiologiska mekanismer. Alla krokodiler och många reptiler använder en strategi som kallas miljö könsbestämning, varvid inkubationstemperatur bestämmer kön varje individ (Delmas et al. 2008). Till exempel kommer låga temperaturer att producera män och höga temperaturer kommer att producera kvinnor., I tider med begränsade resurser eller hög befolkningstäthet kan kvinnor manipulera könsförhållandena i deras koppling genom att spendera mer eller mindre tid på att inkubera sina ägg (Girondot et al. 2004).
sammanfattning
en population är en grupp individer av samma art som interagerar inom samma utrymme. En befolknings hälsa och beteende bestäms av hur dessa individer interagerar med varandra och med deras omgivande miljö., Vi kan bestämma status för en befolkning genom att mäta och beräkna element som är gemensamma för alla populationer, såsom storlek, densitet, fecunditet, dödlighet, könsförhållande och åldersstruktur. Denna demografiska statistik ger forskare standardiserade mätvärden för att jämföra populationer och bedöma utrotningsrisk. Precis som en läkare inte kan diagnostisera en sjukdom med endast blodtrycksmätning, kan vi inte hantera populationer baserade på demografiska parametrar ensam., Demografi ger dock en baslinje för övervakning av befolkningens hälsa och ger insikt i de mekanismer som driver befolkningen minskar.