45.4: Mienendo ya Watu na Kanuni

Ujuzi wa Kuendeleza

• Kutoa mifano ya jinsi uwezo wa kubeba wa makazi unaweza kubadilika
• Kulinganisha na kulinganisha wiani tegemezi ukuaji kanuni na wiani huru ukuaji kanuni, kutoa mifano
• Kutoa mifano ya ukuaji wa kielelezo na vifaa katika idadi ya wanyama pori
• Eleza jinsi uteuzi wa asili na kukabiliana na mazingira husababisha mageuzi ya mifumo fulani ya historia ya maisha

Mfano wa vifaa wa ukuaji wa idadi ya watu, wakati halali katika wakazi wengi wa asili na mfano muhimu, ni kurahisisha mienendo halisi ya idadi ya watu duniani. Thabiti katika mfano ni kwamba uwezo wa kubeba wa mazingira haubadilika, ambayo sio. Uwezo wa kubeba hutofautiana kila mwaka: kwa mfano, baadhi ya joto ni moto na kavu ilhali nyingine ni baridi na mvua. Katika maeneo mengi, uwezo wa kubeba wakati wa baridi ni mdogo sana kuliko wakati wa majira ya joto. Pia, matukio ya asili kama vile matetemeko ya ardhi, volkano, na moto yanaweza kubadilisha mazingira na hivyo uwezo wake wa kubeba. Zaidi ya hayo, idadi ya watu hawana kawaida katika kutengwa. Wanashiriki katika ushindani wa interspecific: yaani, wanashiriki mazingira na aina nyingine, wakishindana nao kwa rasilimali sawa. Sababu hizi pia ni muhimu kuelewa jinsi idadi maalum ya watu itakua.

Hali inasimamia ukuaji wa idadi ya watu kwa njia mbalimbali. Hizi ni makundi katika mambo ya tegemezi ya wiani, ambapo wiani wa idadi ya watu kwa wakati fulani huathiri kiwango cha ukuaji na vifo, na sababu za kujitegemea wiani, ambazo huathiri vifo katika idadi ya watu bila kujali wiani wa idadi ya watu. Kumbuka kuwa katika zamani, athari ya sababu juu ya idadi ya watu inategemea wiani wa idadi ya watu mwanzoni. Hifadhi wanabiolojia wanataka kuelewa aina zote mbili kwa sababu hii inawasaidia kusimamia watu na kuzuia kutoweka au overpopulation.

Kanuni ya tegemezi ya wiani

Wengi wiani tegemezi sababu ni kibiolojia katika asili (biotiki), na ni pamoja na predation, inter-na intraspecific ushindani, mkusanyiko wa taka, na magonjwa kama vile yale yanayosababishwa na vimelea. Kawaida, denser idadi ya watu ni, kiwango cha vifo vyake zaidi. Kwa mfano, wakati wa ushindani wa ndani na interspecific, viwango vya uzazi wa watu binafsi huwa chini, kupunguza kiwango cha ukuaji wa idadi yao. Aidha, wiani mdogo wa mawindo huongeza vifo vya mchungaji wake kwa sababu una ugumu zaidi kupata chanzo chake cha chakula.

Mfano wa kanuni wiani tegemezi ni inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\) na matokeo kutoka utafiti kulenga kubwa intestinal roundworm (Ascaris lumbricoides), vimelea ya binadamu na wanyama wengine. ^Wakazi wa denser wa vimelea walionyesha fecundity ya chini: walikuwa na mayai machache. Maelezo moja iwezekanavyo kwa hili ni kwamba wanawake watakuwa wadogo katika idadi kubwa zaidi (kutokana na rasilimali ndogo) na kwamba wanawake wadogo wangekuwa na mayai machache. Nadharia hii ilijaribiwa na kukataliwa katika utafiti wa 2009 ambao ulionyesha kuwa uzito wa kike haukuwa na ushawishi. ² Sababu halisi ya utegemezi wa wiani wa uzazi katika kiumbe hiki bado haijulikani na inasubiri uchunguzi zaidi.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Katika idadi hii ya mviringo, fecundity (idadi ya mayai) hupungua kwa wiani wa idadi ya watu. ³

Udhibiti wa kujitegemea wa wiani na Ushirikiano na Mambo ya tegemezi ya wiani

Sababu nyingi, kwa kawaida kimwili au kemikali katika asili (abiotic), huathiri vifo vya idadi ya watu bila kujali wiani wake, ikiwa ni pamoja na hali ya hewa, majanga ya asili, na uchafuzi wa mazingira. Kulungu mtu binafsi anaweza kuuawa katika moto wa misitu bila kujali ngapi kulungu kutokea kuwa katika eneo hilo. Uwezekano wake wa kuishi ni sawa kama wiani wa idadi ya watu ni juu au chini. Hali hiyo inashikilia hali ya hewa ya baridi ya baridi.

Katika hali halisi ya maisha, kanuni ya idadi ya watu ni ngumu sana na sababu za kutegemea wiani na za kujitegemea zinaweza kuingiliana. Idadi kubwa ya watu ambayo imepunguzwa kwa namna ya kujitegemea wiani kwa sababu fulani za mazingira zitaweza kupona tofauti na idadi ndogo ya watu. Kwa mfano, idadi ya kulungu walioathiriwa na baridi kali watapona kwa kasi ikiwa kuna kulungu zaidi iliyobaki kuzaliana.

Evolution Connection: Kwa nini Woolly Mammoth Go Haiko?

Ni rahisi kupotea katika majadiliano ya dinosaurs na nadharia kuhusu kwa nini walikwenda miaka milioni 65 iliyopita. Je, ni kutokana na meteor slamming katika Dunia karibu na pwani ya siku za kisasa Mexico, au ilikuwa ni kutokana na mzunguko wa hali ya hewa ya muda mrefu ambayo bado haijaeleweka? Nadharia moja ambayo haitapendekezwa kamwe ni kwamba binadamu walikuwa na kitu cha kufanya na hilo. Mamalia walikuwa wadogo, viumbe visivyo na maana wa misitu miaka milioni 65 iliyopita, na hakuna binadamu aliyekuwepo.

a

b

c

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Picha tatu ni pamoja na: (a) 1916 mural mammoth kundi kutoka Marekani Makumbusho ya Historia ya Asili, (b) tu stuffed mammoth katika dunia, kutoka Makumbusho ya Zoology iko katika St Petersburg, Urusi, na (c) mtoto mwenye umri wa miezi moja mammoth, aitwaye Lyuba, aligundua katika Siberia mwaka 2007. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Charles R. Knight; mikopo b: mabadiliko ya kazi na “Tanapon” /Flickr; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Matt Howry)

Woolly mammoths, hata hivyo, alianza kwenda kutoweka juu ya miaka 10,000 iliyopita, wakati wao pamoja Dunia na binadamu ambao hawakuwa tofauti anatomically kuliko binadamu leo (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Mammoths alinusurika katika wakazi wa kisiwa pekee hivi karibuni kama 1700 BC. Tunajua mengi kuhusu wanyama hawa kutoka mizoga iliyopatikana waliohifadhiwa katika barafu la Siberia na mikoa mingine ya kaskazini. Wanasayansi wamefuatilia angalau asilimia 50 ya jenomu yake na wanaamini mammothi ni kati ya asilimia 98 na 99 wanaofanana na tembo wa kisasa.

Kwa kawaida hufikiriwa kuwa mabadiliko ya hali ya hewa na uwindaji wa binadamu yalisababisha kutoweka kwao. Utafiti wa mwaka 2008 ulikadiria kuwa mabadiliko ya hali ya hewa yalipunguza kiwango cha mammoth kutoka maili za mraba 3,000,000 miaka 42,000 iliyopita hadi maili za mraba 310,000 miaka 6,000 iliyopita. ⁴ Pia imeandikwa vizuri kwamba binadamu waliwinda wanyama hawa. Utafiti wa mwaka 2012 ulionyesha kuwa hakuna sababu moja tu iliyohusika na kutoweka kwa viumbe hawa wazuri. ⁵ Mbali na uwindaji wa binadamu, mabadiliko ya hali ya hewa, na kupunguza makazi, wanasayansi hawa walionyesha sababu nyingine muhimu katika kutoweka kwa mammoth ilikuwa uhamiaji wa wanadamu katika Mlango wa Bering kwenda Amerika ya Kaskazini wakati wa umri wa mwisho wa barafu miaka 20,000 iliyopita.

Matengenezo ya wakazi imara yalikuwa ngumu sana, na mambo mengi ya kuingiliana yanaamua matokeo. Ni muhimu kukumbuka kwamba wanadamu pia ni sehemu ya asili. Mara baada ya sisi imechangia kushuka aina 'kwa kutumia primitive uwindaji teknolojia tu.

Maisha Historia ya K -kuchaguliwa na r -kuchaguliwa Spishi

Wakati mikakati ya uzazi ina jukumu muhimu katika historia ya maisha, hawana akaunti kwa sababu muhimu kama rasilimali ndogo na ushindani. Udhibiti wa ukuaji wa idadi ya watu kwa sababu hizi inaweza kutumika kuanzisha dhana classical katika biolojia ya idadi ya watu, ile ya K -kuchaguliwa dhidi r -kuchaguliwa aina.

Nadharia za awali kuhusu Historia ya Maisha: K -kuchaguliwa na r -kuchaguliwa Spishi

Kwa nusu ya pili ya karne ya ishirini, dhana ya aina ya K- na r iliyochaguliwa ilitumiwa sana na kwa mafanikio kujifunza idadi ya watu. Dhana inahusiana na mikakati ya uzazi tu, bali pia kwa makazi na tabia ya aina, hasa kwa njia ambayo hupata rasilimali na kutunza vijana wao. Inajumuisha urefu wa maisha na mambo ya kuishi pia. Kwa uchambuzi huu, wanabiolojia idadi ya watu na makundi aina katika makundi mawili makubwa - K -kuchaguliwa na r -kuchaguliwa - ingawa wao ni kweli mwisho mbili ya kuendelea.

K -kuchaguliwa aina ni aina kuchaguliwa na mazingira imara, kutabirika. Wakazi wa aina za kuchaguliwa K huwa na kuwepo karibu na uwezo wao wa kubeba (kwa hiyo neno K -kuchaguliwa) ambapo ushindani wa ndani ni wa juu. Aina hizi zina watoto wachache, wakubwa, kipindi cha ujauzito mrefu, na mara nyingi hutoa huduma ya muda mrefu kwa watoto wao (Jedwali\(\PageIndex{1}\)). Wakati ukubwa mkubwa wakati wa kuzaliwa, watoto hawana msaada na wachanga wakati wa kuzaliwa. Wakati wanapofikia watu wazima, lazima waendelee ujuzi wa kushindana kwa maliasili. Katika mimea, wanasayansi wanafikiri juu ya huduma ya wazazi kwa upana zaidi: ni muda gani matunda inachukua kuendeleza au kwa muda gani inabakia kwenye mmea ni kuamua sababu wakati wa tukio la uzazi ujao. Mifano ya spishi zilizochaguliwa K ni nyani (ikiwa ni pamoja na binadamu), tembo, na mimea kama vile miti ya mwaloni (Kielelezo\(\PageIndex{3}\) a).

Miti ya Oak inakua polepole sana na kuchukua, kwa wastani, miaka 20 kuzalisha mbegu zao za kwanza, zinazojulikana kama acorns. Acorns nyingi kama 50,000 zinaweza kuzalishwa na mti wa mtu binafsi, lakini kiwango cha kuota ni cha chini kama wengi wa hizi kuoza au huliwa na wanyama kama vile squirrels. Katika miaka kadhaa, mialoni inaweza kuzalisha idadi kubwa ya acorns, na miaka hii inaweza kuwa kwenye mzunguko wa miaka miwili au mitatu kulingana na aina ya mwaloni (r -uteuzi).

Kama miti ya mwaloni inakua kwa ukubwa mkubwa na kwa miaka mingi kabla ya kuanza kuzalisha acorns, hutoa asilimia kubwa ya bajeti yao ya nishati kwa ukuaji na matengenezo. Urefu wa mti na ukubwa huruhusu kutawala mimea mingine katika ushindani wa jua, rasilimali ya msingi ya nishati ya mwaloni. Zaidi ya hayo, wakati haina kuzaliana, mwaloni hutoa mbegu kubwa, nishati tajiri kwamba matumizi ya hifadhi yao ya nishati kuwa haraka imara (K -selection).

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): (a) Tembo huchukuliwa kama aina ya K-kuchaguliwa kama wanaishi kwa muda mrefu, kukomaa marehemu, na kutoa huduma ya wazazi wa muda mrefu kwa watoto wachache. Miti ya Oak huzalisha watoto wengi ambao hawapati huduma ya wazazi, lakini huchukuliwa kama aina ya K-iliyochaguliwa kulingana na muda mrefu na kukomaa marehemu. (b) Dandelions na jellyfish ni wote kuchukuliwa r kuchaguliwa aina kama wao kukomaa mapema, na maisha short, na kuzalisha watoto wengi kwamba kupokea hakuna huduma ya wazazi.

Kwa upande mwingine, r -kuchaguliwa aina na idadi kubwa ya watoto wadogo (hivyo r wajibu wao (Jedwali\(\PageIndex{1}\)). Mkakati huu mara nyingi huajiriwa katika mazingira yasiyotabirika au kubadilisha. Wanyama ambao ni r -kuchaguliwa hawapati huduma ya wazazi wa muda mrefu na watoto ni kiasi kukomaa na kujitegemea wakati wa kuzaliwa. Mifano ya aina r -kuchaguliwa ni mgongo baharini, kama vile jellyfish, na mimea, kama vile dandelion (Kielelezo\(\PageIndex{3}\) b). Dandelions zina mbegu ndogo ambazo upepo hutawanyika umbali mrefu. Mbegu nyingi huzalishwa wakati huo huo ili kuhakikisha kwamba angalau baadhi yao hufikia mazingira ya ukarimu. Mbegu ambazo hupanda katika mazingira yasiyofaa huwa na nafasi ndogo ya kuishi kwani mbegu zao zina chini katika maudhui ya nishati. Kumbuka kuwa uhai sio kazi ya nishati iliyohifadhiwa katika mbegu yenyewe.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Tabia ya K -kuchaguliwa na r -kuchaguliwa aina

Tabia ya aina zilizochaguliwa K	Tabia ya aina r -kuchaguliwa
Kukomaa mar	Kukomaa mapema
Longevity zaidi	Urefu wa chini
Kuongezeka kwa huduma ya wazazi	Kupungua kwa huduma ya wazazi
Kuongezeka kwa ushindani	Kupungua kwa ushindani
Wachache watoto	Watoto zaidi
Watoto wakubwa	Watoto wadogo

Nadharia za kisasa za historia ya Maisha

Nadharia ya r - na K -uteuzi, ingawa kukubaliwa kwa miongo kadhaa na kutumika kwa ajili ya utafiti mkubwa groundbreaking, sasa imekuwa reconsidered, na wanabiolojia wengi idadi ya watu wameachwa au iliyopita yake. Kwa miaka mingi, tafiti kadhaa zilijaribu kuthibitisha nadharia, lakini majaribio haya yameshindwa kwa kiasi kikubwa. Spishi nyingi zilitambuliwa ambazo hazikufuata utabiri wa nadharia. Zaidi ya hayo, nadharia kupuuzwa vifo vya umri maalum ya watu ambayo wanasayansi sasa wanajua ni muhimu sana. New mifano ya idadi ya watu makao ya historia ya maisha mageuzi kuwa maendeleo ambayo kuingiza dhana nyingi kiikolojia pamoja na katika r - na K -uteuzi nadharia pamoja na idadi ya watu umri muundo na sababu vifo.

Muhtasari

Watu wanasimamiwa na aina mbalimbali za wiani na wiani wa kujitegemea. Spishi zimegawanywa katika makundi mawili kulingana na sifa mbalimbali za mifumo yao ya historia ya maisha: r -spishi zilizochaguliwa, ambazo zina idadi kubwa ya watoto, na aina za K zilizochaguliwa, ambazo zina watoto wachache. Nadharia ya r - na K -selection imeshuka nje ya matumizi; hata hivyo, wengi wa vipengele vyake muhimu bado vinatumiwa katika mifano mpya zaidi, ya idadi ya watu ya mienendo ya idadi ya watu.

maelezo ya chini

1. 1 N.A. Croll et al., “Biolojia ya Idadi ya Watu na Udhibiti wa Ascaris lumbricoides katika Jumuiya ya Vijiji nchini Iran.” Shughuli ya Royal Society ya Tropical Madawa na Usafi 76, № 2 (1982): 187-197, doi:10.1016/0035-9203 (82) 90272-3.
2. 2 Martin Walker et al., “Wiani tegemezi Athari juu ya uzito wa Mwanamke Ascaris lumbricoides Maambukizi ya Binadamu na Athari zake juu ya Sampuli ya Uzalishaji yai.” Vimelea & Vectors 2, hakuna. 11 (Februari 2009), doi:10.1186/1756-3305-2-11.
3. 3 N.A. Croll et al., “Biolojia ya Idadi ya Watu na Udhibiti wa Ascaris lumbricoides katika Jumuiya ya Vijiji nchini Iran.” Shughuli ya Royal Society ya Tropical Madawa na Usafi 76, № 2 (1982): 187-197, doi:10.1016/0035-9203 (82) 90272-3.
4. 4 David Nogués-Bravo et al., “Mabadiliko ya Tabianchi, Binadamu, na Kupotea kwa Woolly Mammoth.” Plos Bill 6 (Aprili 2008): e79, doi: 10.1371/journal.pbio.0060079.
5. 5 G.M. MacDonald et al., “Pattern ya kutoweka kwa Woolly Mammoth katika Beringia.” Nature Communications 3, hakuna. 893 (Juni 2012), doi:10.1038/ncomms1881.

faharasa

idadi ya watu makao mfano

mfano wa kisasa wa mienendo ya idadi ya watu kuchanganya sifa nyingi za r - na K -uteuzi nadharia

kanuni ya tegemezi ya wiani

udhibiti wa idadi ya watu ambao huathiriwa na wiani wa idadi ya watu, kama vile madhara ya msongamano; kwa kawaida huhusisha mambo ya kibiotiki

kanuni ya kujitegemea ya wiani

udhibiti wa wakazi kwa sababu zinazofanya kazi huru ya wiani wa idadi ya watu, kama vile moto wa misitu na mlipuko wa volkeno; kwa kawaida huhusisha mambo ya abiotic

interspecific ushindani

ushindani kati ya aina kwa ajili ya rasilimali katika mazingira ya pamoja au mazingira

K -kuchaguliwa aina

aina inafaa kwa mazingira imara ambayo huzalisha watoto wachache, kiasi kikubwa na kutoa huduma ya wazazi

r -kuchaguliwa aina

aina inafaa kwa kubadilisha mazingira ambayo huzalisha watoto wengi na kutoa huduma ndogo au hakuna wazazi