53. Populations and Life History Traits
53.1 Biotic and abiotic factors affect population density, dispersion, and demographics
Populatie-ecologie is de studie van populaties in relatie met hun omgeving, inclusief
omgevingsinvloeden op populatiedichtheid en distributie, leeftijdsstructuur, en variaties in
populatieomvang. Hier komen ze achter door vragen te stellen (ultimaat en proximaat) -> voorspellen,
beheren & controleren. Populatie ecologie ontdekt hoe biotische en abiotische factoren de
afwezigheid, verspreiding en leeftijdsstructuur van een populatie beïnvloed. Een populatie is een groep
van individuen van een soort die in hetzelfde gebied leven. Members van een populatie vertrouwen
op dezelfde resources die beïnvloed zijn door milieu factoren en werken op elkaar in en broeden met
elkaar.
Density and Dispersion
Er wordt eerst een aanwezigheidsbepaling gedaan door
sporen (prints, haren, veren, geluid, latrines), Observaties,
Cameravallen (automatische beeldherkenning) en eDNA
(environmental DNA): soortensamenstelling/dichtheid te
bepalen.
De dichtheid van een populatie is het getal van individuen
per eenheid gebied of volume. Verspreiding is het patroon
van afstand tussen individuen binnen de grenzen van de
bevolking.
In de meeste gevallen is het onmogelijk om alle individuen in een
populatie te tellen. Daarom gebruik ecologen verschillende
sampling technieken (op een punt bemonsteren) om de dichtheid
te schatten en de totale populatie grootte. De schattingen zijn het
meest accuraat wanneer er veel sample plots zijn en wanneer het
habitat over het algemeen homogeen is. Ook kan de dichtheid
van een indicator van een populatie grootte geschat worden door
aantal nesten, holen, sporen en ontlasting. Ecologen gebruiken
ook de mark-recapture method om de grootte van wildlife
populaties te schatten. Ook kunnen luchttellingen gedaan
worden m.b.v. satelietbeelden.
Binnen een geografische range, lokale dichtheden kunnen best wel verschillen, waardoor er
verschillend verspreidingspatronen gecreëerd worden. Verschillen in lokale dichtheid zijn het meest
belangrijke in de studie, biotische en abiotische beïnvloeden de individuen in een populatie.
Clumped: individuen zijn verzameld in patches. Clumping wordt ook geassocieerd met voortplanting.
De verzameling van individuen in een groep verhoogt de effectiviteit van predatie of verdediging.
,Uniform: gelijkmatige ruimte resulteert tot directe interacties tussen individuen in de populatie.
Random: onvoorspelbare verdeling -> verdeling van elk individu in een populatie is onafhankelijk van
andere individuen. Dit komt voor wanneer de sterke interacties afwezig zijn tussen individuen.
Demographics
Demografie is de studie van invloeden zoals geboorte, sterfte en migratie hoeveelheden van een
populatie en hoe ze over tijd kunnen veranderen -> life table. Een life table vat de survival en
reproductie graad van individuen in specifieke leeftijdsgroepen binnen een populatie samen. De
survival graad data in een life table kan grafisch weergeven worden als een survivorship curve; een
plot van de hoeveelheid of nummers in een cohort (groep individuen met dezelfde leeftijd) die nog
leven bij elke leeftijd.
De simpelste manier om het reproductieve patroon van een populatie te beschrijven is het
identificeren van hoe reproductieve output varieert met het aantal broedende vrouwtjes en hun
leeftijd. Voor dit kan simpel weg geteld worden, maar ook d.m.v. PCR. Een hoge reproductie aantal
leidt niet altijd tot een snelle groei van de populatie tenzij de condities bijna ideaal zijn voor de groei
en overleving van de nakomelingen.
53.2 The exponential model describes population growth in an idealized, unlimited
environment
Populaties van alle soorten hebben het potentieel om sterk uit
te breiden wanneer de hulpbronnen (resources) overvloedig zijn.
Ecologen bestuderen de populatie groei in ideale, onge-
limiteerde milieus om te ontdekken hoe snel de populatie in
staat is om te groeien en de condities waar deze snelle groei door
ontstaat. We kunnen de populatie grootte veranderingen tijdens
een gefixeerde tijdsinterval definiëren met de volgende formule:
Verandering in populatie grootte = Geboorte + Immigranten –
Sterfte – Emigranten.
(Delta N / delta t) = B – D. N = populatie grootte, t = tijd, B =
geboorte, D = sterfte.
De populatie met een hoger intrinsieke waarde van toename (dN/dt = 1,0N)
gaat sneller groeien, dan een met een lage intrinsieke waarde van toename
(dN/dt = 0,5N).
, 53.3 The logistic model describes how a population grows more slowly as it nears its
carrying capacity
Het exponentiële groeimodel neemt aan dat de resources aanwezig blijven, wat vrijwel nooit is.
Daarentegen, wanneer de grootte van de populatie stijgt, heeft elk individu minder resources tot
beschikking. Daarom is er dus een limiet aan het aantal individuen die kunnen deelnemen aan een
habitat -> carrying capacity (draagkracht, K) -> wat gedefinieerd wordt als de maximum populatie-
grootte dat een milieu aankan. Drukte en beperking van hulpbronnen kunnen een diepgaand effect
hebben op de bevolkingsgroei. Als er geen voldoende resources zijn, zal het geboortepercentage ook
dalen. Ook is aangenomen dat de geboortecijfers niet dalen, maar het sterfte aantal neemt toe
waardoor in totaal er dus afname is, i.p.v. dat geboorte hoger wordt en sterfte minder.
The Logistic Growth Model
Door een wiskundig model kan berekend worden wanneer
de populatie groei daalt en de N toeneemt. In het logistische
populatie groei model, het bevolkingsaantal per hoofd van
de bevolking nadert nul naarmate de bevolkingsomvang de
draagkracht (K) nadert. K - N is het aantal extra individuen
dat de omgeving kan ondersteunen, en (K - N) / K is de fractie
van K die nog beschikbaar is voor bevolkingsgroei. Door de
exponentiële snelheid van bevolkingsgroei rN te
vermenigvuldigen met (K - N) / K, wijzigen we de verandering
𝑑𝑁 𝐾−𝑁
in populatiegrootte als N toeneemt: 𝑑𝑡
= 𝑟𝑁 ( 𝐾
) . Bij een
populatie grootte van 750, de per capita populatie groei blijft nog steeds hoog (de helft van de waarde
van r), maar er zijn meer reproducerende individuen (N) in de populatie die de populatie groei laat
dalen. Het logistische model van populatie groei weergeeft een S-curve, wanneer N tegen t is weer
gegeven. N neemt ook af wanneer K nadert. Om de populatiegroei af te nemen, moet de geboorte ook
afnemen of sterfte juist toenemen, of beide.
Exponentiele groei: dN/dt = rmax * N
Logistische groei: dN/dt = rmax * N *(1-N/K)
Dichtheidsafhankelijke sterfte
Sreal = s*(1+D) rmax = g-s r = g-Sreal
Toename (G) = g*N
Afname (S) = Sreal*N
Hoeveel schiet je af?
MSY = Maximum Sustainable Yield
Nmsy = N bij 1/2K
MSY is dN/dt bij Nmsy
