Il ecologia della popolazione o la demoecologia è lo studio delle popolazioni e del loro rapporto con l'ambiente. Il suo obiettivo è caratterizzare la popolazione in termini di nascita, mortalità, immigrazione ed emigrazione, oltre a definire parametri di popolazione come densità, distribuzione spaziale e distribuzione per età degli individui..
Una popolazione è definita come un gruppo di individui appartenenti a una specie che vivono contemporaneamente in un'area comune. I membri di una popolazione utilizzano le stesse risorse e interagiscono tra loro. I confini di una popolazione possono essere naturali (come i pesci in un lago) o possono essere definiti dal ricercatore.
La ricerca sull'ecologia della popolazione può comportare il lavoro di laboratorio, il lavoro sul campo e l'applicazione di modelli matematici e statistici al gruppo di studio..
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L'ecologia della popolazione può essere distinta da altri studi scientifici simili - come lo studio dei paesaggi e degli ecosistemi - dalla scala e dal focus della disciplina. L'oggetto principale di studio è un gruppo di organismi che sono correlati dal punto di vista tassonomico o funzionale.
Il concetto di ecologia della popolazione cerca di rispondere a domande relative alla capacità di carico ambientale, alla dimensione ottimale della popolazione, alle cause e ai meccanismi con cui la dimensione aumenta, come la distribuzione delle popolazioni, tra gli altri..
Allo stesso modo, questo corpo di conoscenze cerca di comprendere le relazioni ecologiche intraspecifiche, chiamandole competizione o mutualismo tra individui appartenenti alla stessa specie, e relazioni interspecifiche come predazione e processi coevolutivi..
Quando si parla di ecologia della popolazione, è necessario definire cosa sia una popolazione. In questo contesto, una popolazione è definita come un gruppo di organismi con la capacità di riprodursi e che si trovano allo stesso tempo in un'area spaziale condivisa (cioè sono simpatrici). Questo concetto è sinonimo di popolazione biologica.
Questi individui formano un'unità funzionale in cui interagiscono tra loro e possono riprodursi. Si noti che il concetto di popolazione locale differisce dal concetto di specie e dalla popolazione di una specie. In questi casi, il concetto di popolazione è definito in precedenza dal ricercatore e può diventare arbitrario..
Le popolazioni si evolvono per selezione naturale, che agisce sulle variazioni ereditabili tra gli individui, modificando nel tempo le frequenze di varie caratteristiche..
Negli ultimi vent'anni l'enfasi dall'ecologia della popolazione si è spostata sull'ecologia delle "metapopolazioni".
Questo concetto sviluppato da Levins comprende "popolazioni di popolazioni" e, seguendo questa visione, ogni popolazione locale è suscettibile di estinzione ma può essere bilanciata da processi di immigrazione da altre popolazioni..
L'ecologia della popolazione si concentra sullo studio di alcune proprietà di un gruppo, principalmente crescita, sopravvivenza e riproduzione. I parametri più importanti sono:
La crescita della popolazione è determinata dalla combinazione di quattro processi: riproduzione (sessuale o asessuata), mortalità, immigrazione ed emigrazione..
Una misura della crescita della popolazione è il tasso intrinseco di crescita della popolazione, indicato dalla lettera r ed è definito come il tasso di crescita per individuo (o pro capite) per unità di tempo nella popolazione.
Come discusso, il concetto di popolazione coinvolge le variabili tempo e spazio, quindi la dimensione della popolazione e i tassi di crescita sono calcolati per un'unità temporale e spaziale specifica..
Esistono diversi modelli di crescita della popolazione: esponenziale e logistico. Il primo rappresenta una popolazione in un ambiente illimitato e secondo il modello, all'aumentare della popolazione la crescita diventa più veloce. Tuttavia, questo modello non può essere applicato a lungo termine a nessuna popolazione..
Al contrario, il modello logistico è più realistico e incorpora il termine "capacità di carico" - la dimensione massima della popolazione che l'ambiente può supportare..
Le popolazioni possono essere descritte in termini di densità e dispersione. La densità si riferisce al numero di individui per area o per volume: il numero di piante per metro quadrato o il numero di batteri per millilitri in una provetta. Questo parametro è dinamico.
La densità della popolazione può essere regolata da fattori come i tassi di natalità e di morte che rallentano la crescita della popolazione, stabilizzandola vicino alla sua capacità di carico..
La dispersione è il modello spaziale che la popolazione segue e può variare sostanzialmente a seconda della densità locale e delle caratteristiche ecologiche dell'ambiente. È logico pensare che le regioni più adatte per una certa specie saranno abitate in una proporzione maggiore.
Allo stesso modo, anche le interazioni sociali degli animali possono influenzare la dispersione della popolazione..
Il raggruppamento di individui in determinate aree è il modello più comune di dispersione. Ad esempio, gli anfibi trascorrono la maggior parte del loro tempo sotto le rocce, poiché fornisce un ambiente più umido rispetto alle aree esposte al sole e quindi previene l'essiccazione..
Nell'improbabile caso in cui le condizioni ambientali siano omogenee, la distribuzione degli individui sarà casuale.
Il modello di dispersione uniforme non è comune e quando osservato può essere una conseguenza delle interazioni tra individui. Alcune piante possono produrre sostanze chimiche che inibiscono la germinazione dei loro compagni nelle zone vicine o nel caso di animali territoriali possono alienare altri individui.
L'ecologia della popolazione integra lo sviluppo della teoria, il lavoro di laboratorio e il lavoro sul campo.
Tuttavia, con la modernizzazione della disciplina e l'arrivo di computer in grado di svolgere importanti lavori statistici, c'è un'enorme quantità di dati che possono essere utilizzati dagli ecologisti della popolazione senza la necessità di lavoro sul campo..
La conoscenza del numero di individui che compongono una popolazione (questo valore è noto come "dimensione della popolazione") e la sua distribuzione sono alcuni degli obiettivi principali dell'ecologia della popolazione e possono essere stimati secondo diverse metodologie..
Di seguito verranno descritte le tecniche più utilizzate per stimare i parametri di rilevanza nell'ecologia della popolazione:
Il primo approccio - e il più intuitivo - è il conteggio diretto degli individui. Questa tecnica può essere applicata a piccole popolazioni in cui il conteggio garantisce un valore accurato..
Ad esempio, se desideri studiare il numero di cani domestici in una regione, il numero di stelle marine in un'area poco profonda o il numero di studenti universitari locali.
Tuttavia, quando l'obiettivo della ricerca è un gruppo più ampio, il conteggio diretto non è un'alternativa praticabile..
In questi casi viene effettuato un conteggio indiretto dei membri della popolazione. Se la distribuzione dell'organismo di studio è molto ampia, gli organismi possono essere contati in un'area delimitata e quindi estrapolati all'area reale.
Il numero di individui può anche essere stimato indirettamente da prove come nidi, tane o campioni di feci..
Infine, può essere applicato il metodo di cattura e riconquista, ampiamente utilizzato per lo studio delle popolazioni animali. Il primo passo include catturare gli animali, contrassegnarli e rilasciarli. Quindi vengono nuovamente catturati e la dimensione viene stimata in relazione agli individui catturati e contrassegnati..
Gli studi sulla popolazione cercano di caratterizzare la popolazione in termini di sesso, stadio di sviluppo dell'individuo, stadio riproduttivo, tra gli altri..
Per raggiungere questo obiettivo è necessario conoscere l'età approssimativa dell'organismo. Nel caso dei mammiferi, l'usura può essere osservata nei denti, in altri gruppi animali può essere desunta dallo stato di strutture come corna o piume..
Nel regno vegetale, gli anelli di crescita possono essere contati sul tronco degli alberi. Esistono anche tecniche di biologia molecolare che consentono di stimare l'età degli organismi.
Nel 1996 Trajano ha studiato l'ecologia della popolazione del vampiro comune Desmodus rotundus (Chiroptera). Attraverso esperimenti di cattura e riconquista, è stato in grado di concludere che le dimensioni della colonia variavano mensilmente, il che indica che i pipistrelli si spostano frequentemente da una grotta all'altra..
Secondo questo studio, il pipistrello è in grado di migrare verso regioni più calde quando il clima lo richiede. La densità di popolazione minima riportata era di 3,5 individui per chilometro quadrato.
La conoscenza dell'ecologia della popolazione è essenziale per i biologi della conservazione e della gestione della fauna selvatica e delle risorse. Per affrontare i problemi legati alla conservazione della biodiversità, è necessario disporre di informazioni accurate sull'ecologia della popolazione del gruppo di studio..
Ad esempio, se vuoi studiare quali sono le cause per cui gli anfibi stanno diminuendo di numero in tutto il mondo o se l'introduzione di una specie straniera sta interessando in qualche modo una specie locale, è necessario disporre di dati sull'ecologia della popolazione..
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