Metapopulacija

Metapopulacija se sastoji od grupe prostorno odvojenih populacija iste [[vrsta]|vrste] koje, na izvjesnoj razini, međusobno komuniciraju. Termin metapopulacija je skovao Richard Levins, 1969. za opis modela dinamike populacije štertnih insekata u poljoprivredi, alit u ideju većina široko primjenjuje na vrste u prirodnim ili umjetnim [[biotom| fragmentiranim staništima] ]. Prema Levinu, metapopulacija se sastoji se od "puno populacija".^[1] Općenito se smatra da se metapopulacija sastoji od nekoliko različitih populacija na područjima pogodnih staništa koja su trenutno prazna. U klasičnoj teoriji metapopulacije, svaki populacijski ciklus je relatvno nezavisan od ostalih populacija i na kraju izumre, što je posljedica demografskih stohastičnosti (oscilacija u broju jedinica zbog slučajnih demografskih događaja); što je populacija manja, sklonija je istrebljenju. Iako pojedinačne populacije imaju konačni životni raspon, metapopulacija u cjelini često je stabilna, jer imigranati iz jedne populacije (što može, na primjer, siti u slučaju “buma” rasta) rekoloniziraju staništa koja su od izumiranja ostala otvoreno nepopunjena. Oni mogu također emigrirati sa malim brojem jedinki i spašavju pogođenu populaciju od izumiranja (pod nazivom efekat spašavanja ). Takav učinak se može desiti zbog opadanja veličine populacije i mogućnosti popunjavanja otvorenih ekoloških niša.^[2]^[3]

Razvoj teorije metapopulacije, naglasio je važnost povezivanja naizgled izoliranih populacija. Iako ne postoji pojedinačna populacija kojom je osiguran dugoročni opstanak date vrste, zajednički učinak mnogih populacija može to ostvariti. Teorija metapopulacije je prvi put razvijena za kopnene ekosisteme, a potom je primijenjena I na morske. U ribarstvenoj nauci, termin "subpopulacija" je ekvivalentan lokalnoj populaciji u metapopulacijskoj nauci. Većina morskih primjeri su relativno sedentarne vrste, koje zauzimaju diskretne stanišne niše, sa lokalnim preuzimanjem niša iz drugih lokalnih populacija, u većoj metapopulaciji. Neki istraživači su protiv stroge primjene definicije kriterija metapopulacije, kada je rizik od izumiranja za lokalne populascije nezanemariv..

Značajan prilog razvoju teorije metapopulacije dao finski biolog, Ilkka Hanski ^[4], sa Univerziteta u Helsinkiju.

Predacija i oscilacije

Prvi eksperimente sa predatorima i prostornom heterogenosti izveli su su vodili Georgii Gause u 1930-im, na osnovu obrasca Lotka-Volterra jednadžba, koji je formuliran u sredinom 1920-ih, ali nije bila provedene njena dalja primjena .U Lotka-Volterrinoj jednadžbi je predloženo da će vremenom odnos između predatora i plijena rezultirati u oscilacijama u populaciji, prema početneoj gustoće predatora i plijena.

^[5] Gauseovim ranim eksperimenatima su predviđene oscilacije, ali ova teorija nije uspjela jer u interakciji predator-plijen nisu bili pretpostavljeni utjecaji imigracija . Međutim, kada su ukalkulirane i imigracije, ciklusi populacija su precizno prikazali oscilacije, koje predviđa Lotka-Volterrina jednadžba, sa vrhovima, pri čemu je vrh krive velike brojnosti plijena malo pomjeren u lijevo od vrha gustine predatora. Drugi eksperimenti su proširenja Gauseovih istraživanje, ispitujući kako oba faktora, migracije i prostorna heterogenost, utiči na oscilacije predator-plijen.

Levinsov model

Levinov originalni model je primijenjen na metapopulacijukoja je distribuirana preko mnogeisprekidanih odgovarajućih staništa sa znatno manjom interakcijom između odvojenih lokalnih populacija.. Dinamike populacija unutar jedne grupe su pojednostavljene do tačke u kojoj su u obzir uzimana samo prisustva i odsustva. Svaki mali areal u njegovom modelu je ili naseljeno ili ne.

Neka $N$ bude dio areala koji je zauzet u datom trenutku. Tokom vremena $dt$ , svako okupirano stanište može postati nenaseljeno, sa vjerovatnoćom izumiranja $edt$ . Pored toga, i $N$ praznih staništa. Pod pretpostavkom konstantne brzine $c$ od energije propagacije svakog od $N$ okupiranog staništa, tokom vremena $dt$ , svako prazno stanište može postati zauzeto sa vjerovatnoćom kolonizacije $cNdt$ . U skladu s tim, vrijemenska stopa promjene okupirane zone, $dN/dt$ , je

{\frac {dN}{dt}}=cN(1-N)-eN.\,

Ova jednadžba je matematički ekvivalentna logističkom modelu, sa kapacitetom zasićenosti $K$ , datim izrazom:

K=1-{\frac {e}{c}}\,

i stopom rasta $r$

r=c-e.\,

Pri ravnoteži, dakle, neke frakcije staništa vrsta će uvijek biti prazne.^[6] ^[7]

Reference

^ Levins R. (1969): Some demographic and genetic consequences of environmental heterogeneity for biological control. Bulletin of the Entomological Society of America, 15: 237–240.
^ Turchin P. (2001): Does population ecology have general laws? Oikos, 94 (1): 17–26.
^ Vandermeer J. H., Goldberg D. E. (2003): Population ecology: First principles. Woodstock, Oxfordshire, Princeton University Press, ISBN 0-691-11440-4.
^ http://www.helsinki.fi/~ihanski/
^ Real L. A. , Brown J. H. (1991): Foundations of Ecology: Classic papers with commentaries. The University of Chicago Press, Chicago.
^ Hadžiselimović R. (2005): Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.
^ Harrison et al. (1977): Human biology – An introduction to human evolution, variation, growth and ecology. Oxford University Press, Oxford, ISBN 0-19-851164-X pogrešan ISBN; ISBN 0-19-851165-8 pogrešan ISBN.

Također pogledajte

[1] Levins R. (1969): Some demographic and genetic consequences of environmental heterogeneity for biological control. Bulletin of the Entomological Society of America, 15: 237–240.

[2] Turchin P. (2001): Does population ecology have general laws? Oikos, 94 (1): 17–26.

[3] Vandermeer J. H., Goldberg D. E. (2003): Population ecology: First principles. Woodstock, Oxfordshire, Princeton University Press, ISBN 0-691-11440-4.

[4] ttp://www.helsinki.fi/~ihanski/

[5] Real L. A. , Brown J. H. (1991): Foundations of Ecology: Classic papers with commentaries. The University of Chicago Press, Chicago.

[6] Hadžiselimović R. (2005): Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.

[7] Harrison et al. (1977): Human biology – An introduction to human evolution, variation, growth and ecology. Oxford University Press, Oxford, ISBN 0-19-851164-X pogrešan ISBN; ISBN 0-19-851165-8 pogrešan ISBN.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]