Ecologia populatiei (speciei). Definiti conceptele de specie si populatie. Dati exemple. Arealul populatiei. Tipuri de populatii.

Ecologia populatiei (speciei). Definiti conceptele de specie si populatie. Dati exemple. Arealul populatiei. Tipuri de populatii.

1. Specia - unitatea a sistematicii si unitate functionala a ecosistemului

Specia este unitatea fundamentala a sistematicii, o unitate functionala alcatuita din indivizi de origine comuna care realizeaza un travaliu geochimic si o anumita functie pe o suprafata numita areal si unde sunt localizate populatiile sale.

Specia, ca si individul, sunt caracterizate de potential bioecologic si valenta ecologica.

2. Populatia si mediul de viata al populatiei

Populatia este un sistem alcatuit din indivizi de origine comuna, din aceeasi specie, purtatori ai unei functii specifice, alcatuind o unitate functionala si reproductiva, atasata la un anumit biotop (fragment de spatiu populat si transformat de catre organismele vii).

Populata reprezinta nivelul supraindividual de organizare a materiei vii, alcatuita dintr-un numar variabil de indivizi care apartin aceleiasi specii, organisme care se diferentiaza sub raport genotipic si fenotipic si formeaza grupuri de indivizi.

Populatia se refera la un grup de indivizi ai aceleiasi specii aflat intr-o relativa izolare teritoriala fata de alte grupuri de indivizi, formeaza o unitate naturala de existenta, de adaptare, de stabilitate si evolutie a speciei in arealul respectiv (Tufescu si Tufescu 1981).

Populatia este o parte concreta a biocenozei cuprinzand indivizi ai aceleiati specii cu o functie specifica in ecosistem (Stugren 1965).

Pentru ecologi este important de inteles care sunt fenomenele naturale care determina marimea si componenta populatiei de plante sau de animale si mai ales ce schimbari pot avea loc sub influenta factorilor de mediu. Au fost evidentiate corelatii ale abundentei si schimbarii populatiei de organisme cu vremea (Davidson si Andrewartha 1948). In studii experimentale in conditii de laborator s-a evidentiat ca temperatura si umiditatea au influentat rata intrinseca a cresterii naturale (Birch 1953). De asemenea, studii efectuate in conditii de laborator asupra unor populatii a evidentiat o buna legatura (dependenta) la un model logistic de dezvoltare. Alte studii au evidentiat modelele de fluctuatie a populatiilor in conditii naturale.

Modelul de distributie a populatiilor (speciilor) sunt limitate de factorii fizici (abiotici) de mediu (umiditate, lumina, temperatura, pH, solul, apa etc. Populatia fiind un grup de indivizi, exista un model organismal de dezvoltare in relatie cu factorii de mediu, dezvoltarea speciei insciindu-se in limita de toleranta ca euritopica sau stenotopica, ilustrind un interval optim si un maxim caracteristic.

In natura, in cazul competitiei dintre specii o anumita specie poate "ocupa" un interval optim al altei specii (sau o parte din el), fenomen ilustrat si in conditii de laborator, dar in absenta competitiei (Fig. 5-1). Astfel, fiecare specie are un optim ecologic, iar in conditii de laborator s-a pus in evidenta un optim fiziologic care la unele specii se poate suprapune peste optimul ecologic din natura.

Arealul populatiei (populatiilor). In functie de extindere si delimitare biocenotica, populatiile pot fi: geografice (delimitate de arii geografice distincte), ecologice (sunt populatii cenotice care apartin aceleiasi biocenoze) si elemntare (care sunt parti ale populatiilor ecologice).

In studiile ecologice apar o serie de dificultati in ceea ce priveste definirea arealului unei populatii deci precizarea teritoriului pe care il ocupa. Se fac frecvente confuzii si azi atunci cand se face raportarea la o anumita specie studiata ecologic in camp si se spune "populatia speciei X" sau "populatiile speciei X". Tufescu si Tufescu (1981) referinduse la populatii de pastrav si populatii de harciog fac referire la inegalitatea populatiilor raportat la marimea suprafetelor pe care le ocupa. Cercetari ecologice de lunga durata efectuate in zona Cluj au evidentiat modelul comportamental al spciei mamestra brassicae. Studiul dinamicii populatiilor, distanta de zbor, modelul de comportament, rspunsul populatiilor izolate geografic la feromonul sexual specific etc, au evidentiat existenta populatiilor izolate geografic. Marimea unei populatii locale este in functie de: uniformitatea formelor de relief; comportamentul trofic; nivelul de dependenta de tipul si cantitatea plantei gazda; capacitatea si comportamentul de zbor; marimea speciei; speciile competitive; simpatrice sau cohabitante; daunatori si boli; valoarea si amplitudinea de variatie a factorilor fizici si biotici de mediu; feromonul sexual natural (Stan si colab. 1987; Stan si colab. 1994; Stan 1996, 1998).

Dupa cum se stie, nu exista indivizi biologici izolati, separati, care sa nu apartina unei specii. In areal insa specia este reprezentata de populatie sau populatii. In unele situatii (specii nou introduse in habitat, specii pe cale de disparitie, specii din teritorii insulare etc), specia poate fi reprezentata printr-o singura populatie, situatie in care specia si populatia se confunda. Pe de alta parte, nu va exista nici o specie care sa nu fie reprezentata de cel putin o populatie, indiferent de marimea acesteia.

Marimea populatiei si numarul de populatii, raportat la teritoriul pe care o populatie il acopera este in functie de tipul de specie. Exista diferente in ceea ce priveste teritoriu la o specie de urs, o specie de lumbricid si o specie de insecta. Daca sunt conditii optime si uniforme pe o suprafata mare de areal (ex. depresiune) eventual definim o populatie geografica. In conditii in care acea suprafata este strabatuta de unitati mai mici de relief (vai, coline etc) este necesar de precizat daca ceea ce noi studiem este o populatie ecologica sau una elementara. Una sau mai multe.

Gruparea indivizilor populatiei, modelul de distributie a populatiilor, marimea populatiilor, dinamica populatiilor sunt o serie de indicatori care definesc particularitatile speciei studiate.

Elementele de carecterizare ale staticii populatiei (ciclul biologic, densitatea, cresterea, marimea, longevitatea, supravietuirea) sunt de asemenea    deosebit de importante.

Organizarea si functionarea sistemelor de tip populatie

1. Integralitatea sistemului de tip populatie

Botnariuc (1976) arata ca nu exista o conceptie unica si unitara referitoare asupra populatiei (speciei). Sunt cercetatori care nu fac similitudine intre cele doua concepte ecologice; unii cred ca nici nu se poate vorbi de un nivel de organizare ca specie sau populatie; altii considera ca doar populatia are un nivel de organizare sistemic si nu specia.

Exista puncte de vedere ale unor cercetatori care nu considera specia sau populatia ca un sistem ecologic pe considerentul ca specia nu este o unitate ecologica ci una genetica. Realitatea este insa certa: specia este o entitate genetica si ecologica.

In capitolul anterior an analizat organizarea si functionarea sistemului de tip individual (organismul). In cazul acestuia, integralitatea este clara, dovedita de studii morfologice, anatomice, fiziologice, embriologice, etologice. Prin comparatie cu individul, specia pare a nu dispune de aceasta caracteristica a sistemului biologic, deoarece ea este constituita de indivizi diferiti (dar asemanatori si inruditi), izolati unul de altul, cu capacitate de deplasare (uneori pe distante mari) in portiunea de areal in care traiesc. Specia nu este la fel de evidenta ca sistem integral dar intruneste caracteristicile de functionare ale unui sistem biologic. Ea este rezultat al unei heterogenitati structurale si functionale si al diferentierii intraspecifice, ce duce la aparitia si consolidarea relatiilor intraspecifice, in constituirea partilor in intreg (Botnariuc 1976).

Cercetatorii au identificat o diversitate a grupelor de indivizi (impuse de bariere de naturi diferite) si o diversitate a organismelor din interiorul unei grupe de indivizi. Diversitatea intraspecifica, expresie a integralitatii speciei este asadar dependenta de variabilitatea sistemelor individuale, pe de o parte, si de amplitudinea fiecarei variatii individuale, pe de alta parte.

Variabilitatea afectand toti indivizii populatiei este un fenomen populational, o caracteristica a populatiei, considerata ca intreg, deci altfel spus este o caracteristica si a integralitatii populatiei. Fiind o insusire a populatiei (speciei) se cauta exemplificarea limitelor intre care se produce variabilitatea, cauzele care o determina si amplitudinea atinsa. Variabilitatea diferitelor caractere se inscrie in limite specifice, deci caracteristice si fiecarei populatii. Studii autecologice in conditii de laborator la specii de lepidoptere daunatoare, au evidentiat ca stadiul larvar de exemplu se antinde pe un interval larg, inregistrand un interval de variabilitate al greutatii indivizilor chiar daca au provenit din aceeasi ponta. In cresterea de generatii succesive se poate reduce acest interval prin operatiuni de selectie artificiala (Stan si colab. 1997; Stan si colab. 1998). Probabil ca in conditiile din cimp aceasta variabilitate este si mai mare. Asadar, exista variatii individuale mai mult sau mai putin pronuntate, dar la nivel de populatie ele pot fi atenuate prin mecanismele selectiei.

Studiul ciclului de viata la multe specii pune in evidenta corelatii complexe intre durata stadiilor si calitatea mediului sau modelul comportamental, o reala interdependenta intre mediu, comportament si ciclul biologic. Toate aceste interrelatii nu sunt trasaturi ale indivizilor izolati ci ale speciei (populatiei) ca intreg, ceea ce este expresia integralitatii speciei. Numarul de indivizi si complexitatea relatiilor dintre acestia si dintre ei si mediu reprezinta una din cele mai importante adaptari ale populatiei considerata un intreg, un sistem functional.

2. Populatia - sistem autoreglabil

Din moment ce am aratat ca populatia este un sistem biologic, integralitatea si echilibrul sau pot fi mentinute prin mecanisme de autocontrol, deci prin autoreglare. Mecanismele autoreglarii sunt variate si caracteristice fiecarei specii, dar in esenta, autoreglarea depinde atat de factori interni cat si de factori de mediu externi. Autoreglarea inseamna relatie stransa, interconexiune, cu mediul

Autoreglarea este o adaptare la mediu si ca orice fenomen de acest tip ea este relativa, deci mentine integralitatea populatiei (speciei) intre anumite limite. Peste aceste limite pot apare dezechilibre.

Exista diverse modalitati prin care se realizeaza autoreglarea si toate se reflecta in marimea unei populatii, numarul de populatii si structura lor, de la mecanismele si caile biologice (marimea, numarul si durata stadiilor, reproducere, prolificitate etc) la cele comportamentale (hranire, zbor, locomotie, migrare etc) la cele modelate de mediatori chimici (allomoni, kairomoni, sinomoni, feromoni epideictici, feromoni sexuali, feromoni de agregare, feromoni sociali etc).

3. Populatia si selectia naturala

Populatia este o grupare de indivizi. Individul este un subsistem al sistemului pe cale l-am numit - populatie. Astfel conform teoriei sistemelor, el este subordonat populatiei, in sensyul ca trasaturile morfologice, functionale, comportamentale ale fiecarui individ sunt reflectate in structura si functionarea populatiei. Privit in acest fel, fiecare trasatura a individului (organismului) este rezultatul evolutiei populatiei (speciei). Am amintit anterior ca prin selectia artificiala putem modela variabilitatea organismelor in cadrul populatiei. Trebuie precizat insa ca selectia artificiala actioneaza asupra genotipului. In conditii naturale actioneaza selectia naturala. Ea se manifesta numai asupra fenotipului, iar prin acesta si asupra genotipului. Mai mult, selctia naturala nu actioneaza asupra caracterelor fenotipice izolate ci a tuturor trasaturilor fenotipice (compatibile cu existenta individului si utile populatiei).

Prin caracteristica structurala si functionala a populatiei, selectia naturala a devenit o legitate caracteristica unui sistem de tip populatie. Trasaturile structurale si functionale elaborate si perfectionate ca rezultat al selectiei naturale, vor avea ulterior o influenta considerabila asupra selectiei influentand mersul acesteia. Selectia intraspecifica (determinata de relatiile intraspecifice, un "program pentru populatie", care regleaza numarul si densitatea organismelor) si selectia ectospecifica (determinata de relatiile interspecifice, de precizare a locului si rolului populatiei in cadrul biocenozei si implicit a ecosistemului) sunt doua forme care se intrepatrund deoarece si intre factorii interni (natura speciei, marimea populatiei, tipul de reproducere) si factorii externi exista corelatii si interconditionare.