Asosiy kontent

Course: Biologiya > Unit 23

Lesson 3: Populyatsiya oʻsishi va boshqarilishi

Populyatsiyaning boshqarilishi

Ushbu maqolada populyatsiya oʻlchamini cheklovchi omillarni keltirib oʻtamiz.

Asosiy tushunchalar

Tabiatda populyatsiya soni va oʻsishi bir necha omillarga koʻra cheklangan boʻladi. Baʼzilari zichlikka bogʻliq, baʼzilari esa bunday emas.
Zichlikka bogʻliq cheklovchi omillar populyatsiya zichligi ortgani sari populyatsiyaning individ boshiga toʻgʻri keladigan oʻsish darajasining oʻzgarishiga (odatda tushishiga) olib keladi. Masalan, biror-bir populyatsiya ichidagi aʼzolar oʻrtasidagi cheklangan ozuqa uchun raqobat bunga sabab boʻladi.
Zichlikka bogʻliq boʻlmagan omillar populyatsiya zichligidan qatʼi nazar individ boshiga toʻgʻri keladigan oʻsish darajasiga taʼsir oʻtkazadi. Bunga oʻrmon yongʻinlari kabi tabiiy ofatlar misol boʻladi.
Turli cheklovchi omillar kompleks tarzda oʻzaro taʼsir oʻtkazib, populyatsiya oʻsishining turli xil qonuniyatlarini ishga soladi. Baʼzi populyatsiyalar siklik tebranishlarni namoyon qiladi, bunda populyatsiya sonining oʻzgarishini siklda oldindan taxmin qilish mumkin boʻladi.

Kirish

Yer yuzidagi barcha populyatsiyalarning oʻsishi uchun cheklovlar bor. Hattoki tez koʻpayadigan quyonlar populyatsiyasi ham cheksiz ravishda oʻsmaydi. Insonlar cheksiz oʻsish gʻoyasini hayotga tatbiq etish uchun qancha urinmasin, biz oxir-oqibat tabiat tomonidan belgilangan populyatsiya soni chekloviga yetib boramiz.

Atrof-muhitning cheklovchi omillariga nimalar kiradi? Umumiy qilib aytganda, populyatsiya oʻsishini tartibga soluvchi omillarni ikki guruhga ajratishimiz mumkin: zichlikka bogʻliq omillar va zichlikka bogʻliq boʻlmagan omillar.

Zichlikka bogʻliq cheklovchi omillar

Zichlikka bogʻliq omillarni osonroq tushunish uchun bir misol keltirsak. Biror-bir organizmlar populyatsiyasini, masalan, bugʻularni tasavvur qilaylik, ularda faqat belgilangan miqdorda doimiy ozuqa olish imkoniyati bor. Populyatsiya kichik boʻlsa, cheklangan miqdordagi ozuqa hammaga yetarli boʻladi. Lekin populyatsiya kattalashgani sari cheklangan miqdordagi ozuqa endi yetarli boʻlmay qoladi va bugʻular orasida raqobat yuzaga keladi. Oʻzaro raqobat sababli baʼzi bugʻular ochlikdan oʻladi, natijada oʻzidan nasl qoldira olmaydi. Shu yoʻl bilan per capita – individ boshiga – boʻlgan oʻsish darajasi pasayib, populyatsiya soni oʻsmaydi yoki qisqarib ketadi.

Ushbu holatda ozuqa uchun raqobat zichlikka bogʻliq boʻlgan cheklovchi omil hisoblanadi. Umumiy qilib aytganda, populyatsiyaning dastlabki zichligidan kelib chiqqan holda individ boshiga boʻlgan oʻsish darajasiga turli xil taʼsir oʻtkazuvchi omillar zichlikka bogʻliq boʻlgan cheklovchi omillar deyiladi. Aksariyat zichlikka bogʻliq omillar populyatsiya soni ortgani sari individ boshiga boʻlgan oʻsish darajasini pasaytiradi. Bu populyatsiyaning oʻsishini cheklaydigan manfiy qaytar bogʻlanishga misol boʻladi.

Zichlikka bogʻliq cheklovchi omillar populyatsiya oʻsishining logistik qonuniyati yuzaga kelishiga sabab boʻladi. Bu qonuniyatga asosan, populyatsiyaning soni atrof-muhit belgilaydigan maksimal sigʻimga koʻra barqarorlashadi. Baʼzi hollarda bu bir xil davom etadigan jarayon sifatida namoyon boʻladi; boshqa hollarda esa populyatsiya soni maksimal sigʻimdan oshib ketishi mumkin va bunday hollarda cheklovchi omillar ularni yana pastga tushiradi.

Zichlikka bogʻliq cheklovchi omillar muhitning fizik xususiyatlaridan farqli oʻlaroq, odatda tirik organizmlarga xos, yaʼni biotik boʻladi. Quyidagilar zichlikka bogʻliq omillarga eng yorqin misol boʻladi:

Populyatsiya ichidagi raqobat. Populyatsiya yuqori zichlikka yetganda, bir xil turdagi resurslarni isteʼmol qilishga harakat qiladigan individlarning soni ortadi. Bu holat tirik qolish va koʻpayish uchun zarur boʻlgan ozuqa, suv, boshpana, yorugʻlik va boshqa resurslar uchun, shuningdek, juft tanlashda raqobatni keltirib chiqaradi. $^{1}$ ‍
Yirtqichlilik. Kam sonli populyatsiyalar bilan qiziqmagan yirtqichlarni zichligi yuqori populyatsiyalar oʻziga jalb etadi. Yirtqichlar populyatsiyadagi individlarni yeb, ularning sonini kamaytiradi, lekin oʻzlarining sonini oshirishi mumkin. Bu esa juda qiziq siklik qonuniyatlarni ishga soladi. (Bu haqda quyiroqda gaplashamiz.)
Kasallik va parazitlar. Organizmlar koʻpchilik boʻlib, birgalikda bir yerda istiqomat qilganda, populyatsiya ichida kasallik keng tarqalib, oʻlimga sabab boʻlishi mumkin. Parazitlarning ham aynan shu sharoitlarda tarqalish ehtimoli yuqori.
Chiqindi toʻplanishi. Zichligi yuqori populyatsiyalar individlarning oʻlimiga olib keluvchi yoki reproduktiv salomatligiga ziyon yetkazuvchi zararli chiqindilarning koʻpayib ketishiga sabab boʻladi. Bu esa populyatsiyaning oʻsishiga aks taʼsir koʻrsatadi.

Zichlikka bogʻliq nazorat populyatsiyadagi organizmlarning xatti-harakatlariga oid va fiziologik oʻzgarishlar shaklida boʻlishi mumkin. Misol uchun, lemming deb ataluvchi kemiruvchilar populyatsiyaning yuqori zichligiga javoban guruh-guruh boʻlib yashash uchun yangi, boʻshroq joylarni izlab koʻchishadi.

^{2, 3, 4}

Bu jarayon ommaviy axborot vositalarida “turlarning ommaviy oʻz joniga qasd qilishi” deb notoʻgʻri talqin etiladi, chunki baʼzida lemminglar suv havzalarini kesib oʻtayotganda halok boʻladi.

Zichlikka bogʻliq boʻlmagan cheklovchi omillar

Cheklovchi omillarning ikkinchi guruhiga populyatsiyaning zichligidan qatʼi nazar individ boshiga toʻgʻri keladigan oʻsish darajasiga taʼsir etuvchi zichlikka bogʻliq boʻlmagan omillar kiradi.

Misol uchun, bugʻular yashayotgan oʻrmonda yongʻin sodir boʻldi deb faraz qilaylik. Yongʻin populyatsiya zichligi qanday boʻlishidan qatʼi nazar, har qanday omadsiz bugʻuning umriga zomin boʻladi. Har bir bugʻuning oʻlish ehtimolligi atrofida qancha bugʻu borligiga bogʻliq emas. Zichlikka bogʻliq boʻlmagan cheklovchi omillar koʻpincha tabiiy ofatlar, ogʻir ob-havo sharoitlari va ifloslanish koʻrinishida namoyon boʻladi.

Zichlikka bogʻliq cheklovchi omillardan farqli oʻlaroq, zichlikka boqʻliq boʻlmagan cheklovchi omillar populyatsiyani doimiy bir xil saqlab tura olmaydi. Chunki ushbu omillar populyatsiyaning soniga bogʻliq emas, shuning uchun ular populyatsiya soni ortib ketganda “tuzatishlar” kiritmaydi, balki populyatsiya sonida beqaror va keskin oʻzgarishlarni yuzaga keltiradi. Kichik populyatsiyalar tasodifiy, zichlikka bogʻliq boʻlmagan hodisalar tufayli umuman yoʻq boʻlib ketish xavfi ostida boʻladi.

Populyatsiyada tebranishlar

Real hayotda aksariyat zichlikka bogʻliq va zichlikka bogʻliq boʻlmagan cheklovchi omillar odatda birgalikda oʻz qonuniyatlarini ishga solib, populyatsiyada kuzatishimiz mumkin boʻlgan oʻzgarishlarni yuzaga keltiradi. Misol uchun, populyatsiya soni zichlikka bogʻliq omillar taʼsirida maʼlum vaqt maksimal sigʻim atrofida turib, keyin esa boʻron yoki yongʻin kabi zichlikka bogʻliq boʻlmagan omillar tufayli keskin qisqarib ketishi mumkin.

Ammo tabiiy ofatlar sodir boʻlmaganda ham populyatsiyalar maksimal sigʻim nuqtasida doim barqaror boʻlavermaydi. Aslida populyatsiyalar turli xil qonuniyatlarga koʻra, zichligi boʻyicha tebranishi yoki oʻzgarishi mumkin. Baʼzi populyatsiyalar soni tartibsiz ravishda dam oshib, dam tushib turadi. Misol uchun, suvoʻtlar populyatsiyaning beqaror oʻsishini yuzaga keltiruvchi fosforlarning oqib kelishi natijasida gullab-yashnab ketadi.

^{6}

Boshqa populyatsiyalar esa koʻtarilish va tushishda barqaror sikllarga ega. Shu sikllarga yaqinroq nazar tashlasak:

Populyatsiya sikllari

Baʼzi populyatsiyalar sonida siklik tebranishlar yuzaga keladi. Siklik tebranishlar populyatsiya sonining vaqt oʻtishi bilan takroriy koʻtarilishi va tushishi hisoblanadi. Agar siklik tebranishga uchragan populyatsiya sonining vaqt davomida oʻzgarishini grafikka tushirganimizda, chiziq taxminan quyidagidek toʻlqinsimon boʻlib chiqardi, albatta, bunchalik aniq boʻlmasa-da.

Bu tebranishlar qanday hosil boʻladi? Koʻp hollarda tebranishlar eng kamida ikki xil turning oʻzaro munosabatlari natijasida kelib chiqadi. Misol uchun, yirtqichlilik, parazitlar infeksiyasi va ozuqa taʼminotidagi oʻzgarishlar tebranishlarni yuzaga keltiradi.

^{7}

Ammo ushbu zichlikka bogʻliq omillar doim ham tebranishlarni hosil qilavermaydi. Aksincha, ular maʼlum bir sharoitlardagina, populyatsiyalar muayyan munosabatlarga kirishgandagina sodir boʻlishi mumkin.

Tematik vaziyat: lemminglar

Misol tariqasida Grinlandiyada uchrovchi lemminglar populyatsiyasini olaylik. Yillar davomida bu populyatsiya sonida siklik tebranishlar kuzatilgan. Bir sikl davomiyligi toʻrt yilni tashkil etgan. Ekologlar shuni aniqlashdiki, siklni lemminglar va toʻrt tur yirtqichlar: boyqush, tulki, pomornik (yirtqich chayka qush turi) va oqsuvsarning oʻzaro munosabatlari natijasi oʻlaroq izohlash mumkin. Boyqush, tulki va pomornik har xil ozuqa turlarini isteʼmol qilib ketaveradigan koʻnikuvchan yirtqichlardir va bu yirtqichlar lemminglarni faqat son jihatdan koʻp boʻlgandagina ov qiladi.

^{7, 8}

Ularga solishtirganda oqsuvsar faqat lemminglarni yeyishga odatlangan.

Shunday qilib, nega sikl yuz beradi? Keling, lemminglarni sikldagi eng past nuqtasida kuzatishdan boshlaymiz. Populyatsiya zichligi past boʻlgani uchun boyqushlar, pomorniklar va tulkilar lemminglarga uncha ham eʼtibor bermaydi va bu kemiruvchilar sonining tezda oshishiga yordam beradi. Lemming populyatsiyasi oʻsgani sari ozroq orqada qolsa-da, oqsuvsarlarning soni ham ortadi. Bu holat doimiy koʻpayadigan lemminglardan farqli oʻlaroq, oqsuvsarlarning bir yilda bir marta koʻpayishida namoyon boʻladi, shuningdek, ularning asosiy ozuqa manbai sanalgan lemminglar koʻp boʻladigan davrdan keyingina bir nechta bolalashi mumkin.

^{9}

Lemminglar zichligi ortgani sari ular boyqush, tulki va pomorniklarni jalb qiladi va yirtqichlar lemminglar kamsonli boʻlgan paytga nisbatan ularni tez-tez ovlab turadi. Bu lemminglar soni oʻsishida zichlikka bogʻliq omil boʻlib xizmat qiladi va ularning oqsuvsarlar sonidan oshib ketishiga yoʻl qoʻymaydi.

^{7, 8}

Shunday qilib, oqsuvsarlar populyatsiyasi oʻzib ketib, lemminglarning koʻpchiligini qirib tashlash uchun yetarli darajada boʻladi hamda koʻpayish uchun kam lemminglar qolib, ularning populyatsiyasi tanazzulga yuz tutadi. Bir yil oʻtib bu tanazzul ortidan oqsuvsarlar populyatsiyasi ham tanazzulga uchraydi, chunki oqsuvsarlar ozuqa yetishmovchiligiga duch keladi. Shundan soʻng sikl qaytadan boshlanadi.

Quyidagi grafikda ushbu munosabatlarning umumiy qonuniyati tasvirlangan. Birinchi boʻlib oʻlja lemminglar soni, soʻngra yirtqich oqsuvsarlar soni kamayib ketadi.

Bu qonuniyatning harakatga kelishida yirtqich-oʻlja munosabatlaridan tashqari boshqa omillar ham bormi? Boʻlishi mumkin, lekin ekologlar yirtqichlilik harakatlantiruvchi omil degan gʻoyani tasdiqlab, faqat daladagi yirtqichlilik va koʻpayish maʼlumotlari asosida kompyuter modelida tebranishlar qonuniyatini ishlab chiqishdi.

Achinarli fakt: baʼzi lemming populyatsiyalari boshqa tebranmayapti. 1998-yilda oʻzlarining odatiy sikllariga koʻra, populyatsiya soni koʻtarilgan, ammo koʻtarilish ortidan keladigan tanazzuldan haligacha qayta tiklana olmadi.

^{1}

Ekologlarning fikriga koʻra, bu holat Arktikada qish mavsumining noodatiy tarzda isib ketishi va qor yogʻishidagi oʻzgarishlar qor qatlamini keskin kamaytirgani sababli yuz bergan, chunki qor qatlami yosh lemminglarning ulgʻayishi uchun himoya boʻlib xizmat qilardi. Natijada lemminglarni ov qiluvchi yirtqichlar populyatsiyasi lemminglar populyatsiyasi kamaygan hududlarda yoʻq boʻlib ketishi mumkin.

Tematik vaziyat: silovsin va quyonlar

Ushbu turdagi yirtqich-oʻlja oʻzaro munosabatlarining koʻpchilikka maʼlum misollaridan biri Kanada silovsini (yirtqich) va Amerika oq quyoni (oʻlja). Grafikda ularning populyatsiyasi siklik tarzda birgalikda oʻzgarishi koʻrsatilgan. Quyonlar sonining tushishidan silovsinlar soni kamayishini taxmin qilish mumkin. Bu – darsliklarda koʻp uchraydigan misol. Dastlab olimlar quyonlar populyatsiyasining tushib ketishida silovsin yirtqichligi muhim omil boʻlgan deb oʻylashgan. Bizga hozir maʼlumki, quyonlar uchun ozuqa mavjudligi kabi boshqa omillar ham taʼsir koʻrsatadi.

^{7, 11}

Har ikki holat ham populyatsiyada siklik oʻzgarishlarni hosil qiluvchi zichlikka bogʻliq boʻlgan omillarga misoldir.

Mavzuga oid manbalar

Ushbu maqola quyidagi maqolalarning oʻzgartirilgan hosilasidir:

“Population regulation” (Populyatsion regulyatsiya) / Robert Bear and Davron Rintoul, OpenStax CNX, CC BY 4.0
“Limits to population growth” (Populyatsiya oʻsishiga boʻlgan cheklovlar) / Douglas Wilkin and Barbara Akre, CK-12 Foundation, CC BY-NC 3.0

Ushbu maqola CC BY-NC-SA 4.0 litsenziyasiga ega.

Mavzuda keltirilgan iqtiboslar

G. T. Miller and S. E. Spoolman, "Under some circumstances, population density affects population size," In Essentials of ecology, 5th ed. (Belmont, CA: Cengage Learning, 2009), 113.
"Lemming," Wikipedia, May 14, 2016, accessed June 1, 2016, https://en.wikipedia.org/wiki/Lemming.
R. Woodford, "Lemming suicide myth: Disney film faked bogus behavior," Alaska fish & wildlife news, 2003, http://www.adfg.alaska.gov/index.cfm?adfg=wildlifenews.view_article&articles_id=56.
K. S. Kruszelnicki, "Lemmings suicide myth," ABC science, April 27, 2004, http://www.abc.net.au/science/articles/2004/04/27/1081903.htm.
J. W. Kimball, "Density-independent checks on population growth," Kimball's biology pages, August 17, 2015, http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/P/Populations2.html#Density-Independent_Checks_on_Population_Growth.
G. T. Miller and S. E. Spoolman, "Several different types of population change occur in nature," In Essentials of ecology, 5th ed. (Belmont, CA: Cengage Learning, 2009), 113.
J. W. Kimball, "Population cycles" Kimball's biology pages, August 17, 2015, http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/P/Populations2.html#Population_Cycles.
American Association for the Advancement of Science, "It's feast or famine: Predators may drive lemming cycles, science researchers say," ScienceDaily, November 5, 2003, http://www.sciencedaily.com/releases/2003/11/031104063521.htm.
O. Gilg, I. Hanski, and B. Sittleer, "Cyclic dyCyclic dynamics in a simple vertebrate predator-prey communitynamics in a simple vertebrate predator-prey community," Science, 302 (2003), 866-868, http://dx.doi.org/10.1126/science.1087509.
V. Morell, "Greenland lemmings' collaspe pushes predators to brink," Science: Latest news, September 11, 2012, http://www.sciencemag.org/news/2012/09/greenland-lemmings-collapse-pushes-predators-brink.
N. M. Schmidt, R. A. Ims, T. T. Høye, O. Gilg, L. H. Hansen, J. Hansen, M. Lund, E. Fuglei, M. C. Forchhammer, and B. Sittler, "Response of an arctic predator guild to collapsing lemming cycles," Proceedings of the Royal Society B, 279(2012), 4417-4422, http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2012.1490.
P. H. Raven, G. B. Johnson, K. A. Mason, J. B. Losos, and S. R. Singer, Population cycles may reflect complex interactions. In Biology, 10th ed., AP ed., (New York, NY: McGraw-Hill, 2014), 1176-1177.

Qoʻshimcha maʼlumotlar

American Association for the Advancement of Science. "It's Feast or Famine: Predators May Drive Lemming Cycles, Science Researchers Say." ScienceDaily. November 5, 2003. https://www.sciencedaily.com/releases/2003/11/031104063521.htm.

"Density-dependent and density-independent population regulation." Boundless biology. May 26, 2016. https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/population-and-community-ecology-45/environmental-limits-to-population-growth-251/density-dependent-and-density-independent-population-regulation-931-12187/.

Brewer, R. "Population density and population regulation." In Principles of ecology, 65-77. Philadelphia, PA: W. B. Saunders Company, 1979.

Edwards, W. J., and C. T Edwards. "Population Limiting Factors." Nature Education Knowledge 3, no. 10 (2011): 1. http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/population-limiting-factors-17059572.

Gilg, O, I. Hanski, B. Sittleer. "Cyclic dynamics in a simple vertebrate predator-prey community." Science, 302(2003), 866-868. http://dx.doi.org/10.1126/science.1087509.

Kimball, J. W. "Checks on population growth." Kimball's biology pages. August 17, 2015. http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/P/Populations2.html.

Korpimäki E., K. Norrdahl, T. Klemola, T. Pettersen, and N. C. Stenseth. "Dynamic effects of predators on cyclic voles: Field experimentation and model extrapolation." Proc. Biol. Sci., 269, no. 1495 (2002), 991-997. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2002.1972.

Kruszelnicki, K. S. "Lemmings suicide myth." ABC science. April 27, 2004. http://www.abc.net.au/science/articles/2004/04/27/1081903.htm.

"Lemming." Wikipedia. May 14, 2016. Accessed June 1, 2016. https://en.wikipedia.org/wiki/Lemming.

Miller, G. T. and S. E. Spoolman. "Several different types of population change occur in nature." In Essentials of ecology, 113-114. 5th ed. Belmont, CA: Cengage Learning, 2009.

Miller, G. T. and S. E. Spoolman. "Under some circumstances population density affects population size." In Essentials of ecology, 113. 5th ed. Belmont, CA: Cengage Learning, 2009.

Morell, V. "Greenland lemmings' collapse pushes predators to brink." Science: Latest news. September 11, 2012. http://www.sciencemag.org/news/2012/09/greenland-lemmings-collapse-pushes-predators-brink.

Purves, W. K., D. Sadava, G. H. Orians, and H. C. Heller. "Population densities influence death and birth rates." In Life: The science of biology, 1044. 7th ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc, 2003.

Raven, P. H., G. B. Johnson, K. A. Mason, J. B. Losos, and S. R. Singer. "Factors that regulate populations." In Biology, 1175-1177. 10th ed., AP ed. New York, NY: McGraw-Hill, 2014.

Ricklefs, R. E. "Population fluctuations and cycles." In Ecology, 349-366. 3rd ed. New York, NY: W. H. Freeman, 1990.

Ricklefs, R. E. "Population regulation." In Ecology, 324-348. 3rd ed. New York, NY: W. H. Freeman, 1990.

Schmidt, N. M., R. A. Ims, T. T. Høye, O. Gilg, L. H. Hansen, J. Hansen, M. Lund, E. Fuglei, M. C. Forchhammer, and B. Sittler. "Response of an arctic predator guild to collapsing lemming cycles." Proceedings of the Royal Society B, 279, no. 1746 (2012), 4417-4422. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2012.1490.

Snider, S. B. and J. N. Brimlow. "An introduction to population growth." Nature Education Knowledge, 4, no. 4 (2013), 3. http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/an-introduction-to-population-growth-84225544.

Solomon, E. P., L. R. Berg, and D. W. Martin. "Density-dependent factors may explain what makes certain populations fluctuate cyclically over time." In Biology, 1009-1010. Belmont, CA: Brooks/Cole-Thomson Learning, 2005.

Solomon, E. P., L. R. Berg, and D. W. Martin. "Density-independent factors are generally erratic." In Biology, 1010-1011. Belmont, CA: Brooks/Cole-Thomson Learning, 2005.

Woodford, R. "Lemming suicide myth: Disney film faked bogus behavior." Alaska fish & wildlife news. 2003. http://www.adfg.alaska.gov/index.cfm?adfg=wildlifenews.view_article&articles_id=56.

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish

Saralash:

Hozircha izohlar yoʻq.

Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.