POTENCJAŁ BIOTYCZNY: WEWNĘTRZNE TEMPO WZROSTU I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

Potencjał biotyczny jest maksymalna stopa wzrostu populacji, na której nie ma żadnych ograniczeń. Aby populacja osiągnęła swój potencjał biotyczny, musi mieć nieograniczone zasoby, nie mogą istnieć pasożyty ani inne patogeny, a gatunki nie mogą ze sobą konkurować. Z tych powodów wartość jest tylko teoretyczna.

W rzeczywistości populacja nigdy nie osiąga swojego potencjału biotycznego, ponieważ istnieje szereg czynników (biotycznych i abiotycznych), które ograniczają nieokreślony wzrost populacji. Jeśli odejmiemy odporność środowiskową od potencjału biotycznego, uzyskamy rzeczywistą wartość tempa wzrostu tej populacji.

Wewnętrzne tempo wzrostu

Potencjał biotyczny jest również znany jako wewnętrzne tempo wzrostu. Ten parametr jest oznaczony literą r i jest to tempo, w jakim populacja określonego gatunku mogłaby rosnąć, gdyby miał nieograniczone zasoby.

Organizmy, które mają wysokie wewnętrzne tempo wzrostu, zazwyczaj rozmnażają się we wczesnym wieku, mają krótki okres pokolenia, mogą rozmnażać się kilka razy w życiu i mają dużą liczbę potomstwa przy każdym rozmnażaniu.

Zgodnie z tymi cechami i strategiami życiowymi, gatunek można sklasyfikować jako marnotrawny lub strategie r i ostrożny lub strategiczny K. Klasyfikację tę wymyślił George Hutchinson.

R strategie charakteryzują się urodzeniem dużej liczby potomstwa, są one małe, ich okres dojrzewania jest szybki i nie poświęcają czasu na opiekę rodzicielską. Logicznie rzecz biorąc, strategie reprodukcyjne r osiągają maksymalną pojemność potencjału biotycznego w zakresie reprodukcji.

Natomiast gatunki wymienione jako K mają niewiele potomstwa, które dojrzewa powoli i którego rozmiary są duże. Gatunki te intensywnie opiekują się młodymi, aby zapewnić im sukces.

Czynniki wpływające na potencjał biotyczny

Na potencjał biotyczny wpływa wiele czynników charakterystycznych dla gatunku. Najbardziej istotne opisano poniżej:

- Częstotliwość rozmnażania i całkowita liczba przypadków, w których organizm rozmnaża się. Na przykład bakterie rozmnażają się przez rozszczepienie binarne, proces, który można przeprowadzać co dwadzieścia minut. Natomiast niedźwiedź ma młode co trzy lub cztery. Porównując potencjały biotyczne tych dwóch, niedźwiedź polarny ma znacznie niższy potencjał.

- Całkowita liczba potomków urodzonych w każdym cyklu rozrodczym. Populacje bakterii mają bardzo wysoki potencjał biotyczny. Gdyby miał nieograniczone zasoby i żadnych ograniczeń, gatunek bakterii mógłby utworzyć warstwę o głębokości 0,3 metra, która mogłaby pokryć powierzchnię Ziemi w zaledwie 36 godzin.

- Wiek, w którym zaczyna się rozmnażanie.

- wielkość gatunku. Gatunki o małych rozmiarach, takie jak mikroorganizmy, mają generalnie wyższy potencjał biotyczny niż gatunki o większych rozmiarach ciała, takie jak niektóre ssaki.

Odporność na środowisko

Nigdy nie osiąga się potencjału biotycznego gatunku. Czynniki, które uniemożliwiają nieograniczony wzrost, nazywane są odpornością środowiskową. Obejmują one różne presje, które ograniczają wzrost.

Wśród tych odporności są choroby, konkurencja, gromadzenie się niektórych toksycznych odpadów w środowisku, niekorzystne zmiany klimatyczne, niedobór pożywienia lub przestrzeni oraz konkurencja między gatunkami.

Innymi słowy, wykładniczy wzrost populacji (który występuje, gdy nie stanowi żadnego ograniczenia) staje się wzrostem logistycznym, gdy populacja napotyka ten opór środowiskowy.

Z biegiem czasu populacja stabilizuje się i osiąga swoją nośność. W tym stanie krzywa wzrostu przyjmuje kształt litery S (sigmoidalnej).

Ładowność

Opory środowiskowe wraz z potencjałem biotycznym określają nośność. Parametr ten oznaczony jest literą K i definiowany jest jako maksymalna populacja danego gatunku, jaką można utrzymać w danym środowisku bez degradacji. Innymi słowy, jest to granica narzucona przez odporność środowiska.

Tempo wzrostu populacji maleje, gdy wielkość populacji zbliża się do wartości nośności środowiska. W zależności od dostępności zasobów wielkość populacji może oscylować wokół tej wartości.

Jeśli populacja przekroczy nośność, prawdopodobnie upadnie. Aby uniknąć tego zjawiska, nadwyżkowe osobniki muszą przenieść się na nowe obszary lub rozpocząć eksploatację nowych zasobów.

Potencjał biotyczny u ludzi

U ludzi i innych dużych ssaków potencjał biotyczny może wynosić od 2 do 5% każdego roku, w przeciwieństwie do 100% potencjału biotycznego mikroorganizmów co pół godziny.

Nie cały potencjał biotyczny jest osiągany w populacjach ludzkich. Pod względem biologicznym kobieta może mieć przez całe życie ponad dwudziestkę dzieci.

Jednak ta liczba prawie nigdy nie jest osiągnięta. Mimo to od XVIII wieku populacja ludzka gwałtownie wzrosła.

Przykład

Wydry nie osiągają swojego potencjału biotycznego z wielu powodów. Samice osiągają dojrzałość płciową między 2 a 5 rokiem życia. Pierwsza reprodukcja następuje w wieku około 15 lat i mają średnio tylko jedno młode.

Jeśli chodzi o wielkość populacji, waha się ona ze względu na zmiany środowiskowe. Wzrost drapieżników, takich jak orki, znane również jako orki, zmniejsza liczebność populacji wydr.

Jednak naturalną ofiarą orków nie są wydry. Są to lwy morskie i foki, których populacja również spada. Aby to nadrobić, orki zaczęły żerować na wydrach.

Pasożyty są również kluczowym czynnikiem spadku liczebności populacji wydry, zwłaszcza pasożytów pochodzących od zwierząt towarzyszących, takich jak koty.

Pasożytom udaje się dotrzeć do wydr, ponieważ właściciele zwierząt domowych spuszczają nieczystości do toalet i zanieczyszczają ich siedlisko.

Podobnie zanieczyszczenie wody spowodowane przez człowieka również przyczyniło się do spadku liczby wydr.

Występowanie każdego z tych czynników w zmniejszaniu potencjału biotycznego wydry może prowadzić do wyginięcia tego gatunku.

Bibliografia

1. Curtis, H. i Schnek, A. (2008). Curtis. Biologia. Panamerican Medical Ed.
2. Miller, GT i Spoolman, S. (2011). Podstawy ekologii. Cengage Learning.
3. Moore, GS (2007). Życie z ziemią: koncepcje w naukach o zdrowiu środowiska. CRC Press.
4. Starr, C., Evers, C. i Starr, L. (2011). Biologia: pojęcia i zastosowania. Cengage Learning.
5. Starr, C., Evers, C. i Starr, L. (2015). Biologia dziś i jutro z fizjologią. Cengage Learning.
6. Tyler, G. i Spoolman, S. (2011). Życie w środowisku: zasady, powiązania i rozwiązania. Wydanie szesnaste. Cengage Learning