Populasjoner og populasjonsvekst

Question 1

Populasjoner

Answer 1

Populasjon: En gruppe individer av samme art som finnes i et bestemt område

• Individene forbundet med genstrøm
• Populasjon arena for evolusjonære endringer

Question 2

Unitære og modulære organismer

Answer 2

• Unitære organismer – noenlunde forutsigbar utvikling, form, livslengde

• individer enkle å observere (de fleste dyr er unitære)
• Genet = individer utviklet fra en zygote (seksuell reproduksjon)

• Modulære organismer – zygoten utvikles til en modul som kan danne nye moduler

• individer kan være vanskelige å skille fra hverandre ( planter er modulære)
• Avleggere, nye grener på et tre osv.
• Ramets = kloner, individer/moduler produsert ved aseksuell reproduksjon (genetisk identiske)

Question 3

Utbredelsesgrenser

Answer 3

• Abiotiske miljøforhold begrenser geografisk utbredelse
• Biotiske miljøforhold påvirker ofte på mindre skala

Romlig skala

• Stor skala
  
  • Klima
• Liten skala
  
  • Lokal temperatur
  • fuktighet
  • pH
  • Biotiske faktorer / tilgang på habitat

Question 4

Utbredelse og klima

Answer 4

• Direkte effekter
  
  • Fysiologi: tålegrenser (temperatur, pH, fuktighet etc.)
• Indirekte via klimatiske effekter på:
  
  • Mattilgang
  • Vanntilgang
  • Habitattype
  • Konkurrenter, predatorer, mutualister

Question 5

Økologiske gradienter

Answer 5

• Gradient: forandring i biotisk/abiotisk miljø
  
  • Tørt – fuktig, varmt – kaldt
  • God næringstilgang – dårlig næringstilgang
• Arter kan erstatte hverandre langs gradienter
  
  • pga forskjellige miljøkrav (økologiske nisjer)

Question 6

Populasjonsstørrelse

Answer 6

• Abundans - Totalt antall individer
  
  • tetthet x areal
• Tetthet
  
  • antall individer per areal, eller per enhet av egnet habitat
• Ofte relative indekser
• Ved ruteinndeling er tettheten antall individer innenfor en rute, Deretter kan man ta gjennomsnittet fra de rutene man undersøker.

Question 7

Utbredelse til individer på liten skala

Answer 7

• Tilfeldig:
  
  • lik sjanse for å finne et individ hvor som helst
  • Jevn fordeling av ressurser.
• Regulær:
  
  • Jevn fordeling av individer
  • Individer har enerett (ekskludering).
  • Individer unngår hverandre.
• Klumpet:
  
  • Ulik sjanse for å finne individer hvor som helst
  • Individer blir tiltrukket av hverandre.
  • Klumpvis fordeling av ressurser.
  • Dette er det vanligste i naturen

Question 8

Capture - Mark - Recapture

Answer 8

Brukes til å estimere populasjonsstørrelse

• Planter: ofte telling i tilfeldige kvadrater (rute-analyse), langs transekter o.l.
• For mobile arter fungerer telling og rute-analyser dårlig
• Capture – mark - recapture
• N= nM/R
  
  • Antagelse: forholdet mellom andelen fangede individer (M) og populasjonsstørrelsen (N) ved T1 tilsvarer forholdet mellom gjenfangelde individer (R) og fangede individer (n) ved T2
    
    • Eksempel: 4 individer fanges og merkes (M). Tiden går. 4 nye individer fanges (n) hvorav 1 er merket (R). Da blir formelen slik. N= 4*4/1 = 16 individer i populasjonen

Question 9

Aldersstruktur hos populasjoner

Answer 9

• Fordeling av individer i forskjellige aldersklasser:
  
  • Prereproduktiv, reproduktiv, postreproduktiv
• Aldersstruktur kan si noe om framtidig vekst og populasjonsstørrelse
• Aldersstruktur hos mennesker
  
  • Kan også ha kjønnsstruktur
  • Mennesker: typisk at det fødes flere menn enn kvinner, men at kvinner lever lengre
• I skogen dominerer noen alderssklasser av trær
  
  • Konkurranse om lys, vann og plass hindrer rekruttering
  • Når trærne dør eller fjernes vil yngre trær få vokse opp

Question 10

populasjoner er ikke statiske

Answer 10

• Endringer i areal, tetthet, størrelse over tid
• Individer beveger seg innen og mellom populasjoner
  
  • Emigrasjon: ut av populasjon
  • Immigrasjon: inn til populasjon
  • Migrasjon: rundtur hvor individene returnerer (daglig, sesongavhengig etc.)

Question 11

Fremmede arter

Answer 11

• Mange eksempler på flytting av‘naturlige’ arter til områder ogmiljøer der de ikke hører hjemme
• Cane toad introdusert til Australia (1935)
• Formål: Biologisk bekjemping av skadedyr (biller) – men paddene spiste ikke disse billene!
• Store økologiske konsekvenser
• Norsk eksempel
  
  • Harlekinmarihøne (Harmonia axyridis) ble ikke godkjent for bruk i Norge
  • Arten ble likevel påvist i Norge for første gang i 2006
  • Nå etablert og under spredning i Norge
  • Arten har hatt store økologiske effekter i naturen utenfor sine naturlige leveområder.

Question 12

Oppgave

• Tre hanner og tre hunner blir spredt til en øy.
• De danner par og reproduserer det første året de ankommer.
• Hver hunn kan få 10 avkom under optimale forhold.
• Forholdene er optimale.
• Hunner føder sine avkom tidlig på våren og avkom blir kjønnsmodne på sein-sommeren.
• Avkom starter reproduksjon i sitt første år og produserer maksimalt antall avkom hvert år i fem år, så dør de.
• Det produseres like mange hunner som hanner.

Hvor mange individer har populasjonen etter fem år?

Answer 12

svar: 46 656

Question 13

Populasjonsdynamikk

Variasjoner i individtetthet over tid

Answer 13

• N_t+1 = N_t + antall fødte - antall døde + antall immigranter - antall emigranter
• Døde og fødte bestemt av biotiske og abiotiske miljøforhold
• Immigranter og emigranter bestemt av spredning

Question 14

Eksponentiell og geometrisk vekst

Answer 14

• Overlappende generasjoner og ubegrenset ressurstilgang
• Tetthets-uavhengig populasjonsvekst
• Ingen populasjon kan vokse eksponentielt i det uendelige…
• I en lukket populasjon (ingen inn-/utvandring) er det kun fødsler og dødsfall som endrer antallet i populasjonen

Question 15

Eksponentiell vekst

Answer 15

Når tidsenheten er kontinuerlig (alle verdier av t i et intervall er mulig)

dN/dt = rN

• dN/dt :endringiantallindividerovertidhvorter kontinuerlig
• r: per capita vekstrate (naturlig iboende vekstrate) = b-d
• N: antall individer (populasjonsstørrelsen
• For en eksponentielt økende populasjon kan størrelsen (antall individer) estimeres som:

N_t = N_oe^rt

• N_t = ant. individer ved tid t
• N₀ = opprinnelig ant. individer
• e = naturlig logaritme
• r = per capita vekstrate
• t = ant. tidsintervaller

Question 16

Geometrisk vekst

Answer 16

• Når vi har bestemte tidsenheter (t=diskrete verdier) som måneder, år etc.
• Geometrisk vekst
• ∆N/∆t = rN_t
  
  • Hvor r=fødselsrate (b) -dødsrate (d) = (fødte/No) -(døde/No), No = opprinnelig størrelse
• Når bestemte aldersklasser reproduserer og aldersstrukturen er stabil (endres ikke mellom generasjoner), kan populasjonsstørrelsen (Nt) estimeres ved:
  
  • N_t = N_oλ^t
  • (λ = N _t+1 / N_t)
    
    • N_t = antall individer ved tid t.
    • N_o = Opprinnelig antall individer.
    • λ = geometrisk vekstrate.
    • t = antall tidsintervaller eller generasjoner.

Question 17

Overlevelseskurver

Answer 17

• Fødsels-ogdødsrater varierer med alder
• Type I: Størst mortalitet blant eldre individ
• Type II: Lik mortalitet i alle aldersklasser
• Type III: Høy mortalitet blant de yngste, deretter høy overlevelse

Question 18

Livstabeller

Answer 18

• Kohort-livstabell – følger en aldersklasse (kohort) fra fødsel til død
• Statisk livstabell – gir fordeling på aldersklasser i en gitt tidsperiode
• Livstabell: Grey squirrel (tabell 9.1 i boka)
  • Når man har fulgt individer fra fødsel til død, kan regne ut aldersspesifikk mortalitet og overlevelse

Question 19

Aldersspesifikk reproduksjon

Answer 19

• Viktig for beregning av populasjonsstørrelse
• Fødselsrate = antall fødsler per 1000 individer per tidsenhet (= crude birthrate)
• Siden antall fødsler er avhengig av antall hunner -> mer meningsfylt å fokusere på antall hunner som fødes
• Brutto reproduktiv rate = Gj.sn. antall hunner født per hunn
• Netto reproduktiv rate = R₀ = Gj.sn. ant. hunner produsert per hunn gjennom livet
• Fundamentalnettoreproduktivrate = λ=N_t+1/N_t
  
  • _​Populasjonsendring i gitt tidsrom
• Netto reproduksjonsrate (R_o) R_o = Σ(l_xb_x)

Question 20

Ikke-overlappende generasjoner

Answer 20

• Ettårige planter, mange insekter
• Alle individer tilhører samme aldersklasse
  
  • overvåking gjennom sesongen/ året for å beregne overlevelse

Question 21

Beregning av framtidig populasjonsstørrelse blir nesten alltid feil

Answer 21

• Stokastiske prosesser (tilfeldigheter) påvirker fødsels- og dødsrater
• Demografisk stokastisitet:
  
  • naturlig variasjon i fødsels- og dødsrater
• Miljøstokastisitet:
  
  • endringer i miljøforhold som påvirker fødsels- og dødsrater
    
    • Klima, brann, mangel på ressurser

Question 22

Utdøing

Answer 22

Risiko størst i små populasjoner

• Demografisk og miljøstokastisitet
• Livshistorie-egenskaper
• Allee-effekt: redusert overlevelse eller reproduksjon ved lav populasjonsstørrelse
• Små populasjoner har større risiko
  
  • Redusert genetisk variasjon
  • Redusert tilpasningsevne
  • To årsaker: genetisk drift og innavl