De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Populaties. Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Populatie-ecologie.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Populaties. Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Populatie-ecologie."— Transcript van de presentatie:

1 Populaties

2 Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Populatie-ecologie

3 Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Vertoont eigenschappen die we niet aantreffen bij de individuele organismen waaruit ze is samengesteld. Populatie-ecologie

4 Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Vertoont eigenschappen die we niet aantreffen bij de individuele organismen waaruit ze is samengesteld. Wordt gekenmerkt door gemeenschappelijk genetisch reservoir en vormt eenheid waarop natuurlijke selectie via veranderingen in allelfrekwenties inwerkt. Populatie-ecologie

5 Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Vertoont eigenschappen die we niet aantreffen bij de individuele organismen waaruit ze is samengesteld. Wordt gekenmerkt door gemeenschappelijk genetisch reservoir en vormt eenheid waarop natuurlijke selectie via veranderingen in allelfrekwenties inwerkt. Grote belangstelling vanuit toegepaste invalshoeken zoals bosbouw, agronomie, pestcontrole, wildbeheer en natuurbeheer. Populatie-ecologie

6 Densiteit

7 Begrip ‘populatiegrootte’ heeft enkel betekenis indien grenzen van populatie (of steekproef ervan) bekend zijn. Uitgedrukt als densiteit (= aantal individuen per oppervlakte/volume eenheid). Densiteit

8 Begrip ‘populatiegrootte’ heeft enkel betekenis indien grenzen van populatie (of steekproef ervan) bekend zijn. Uitgedrukt als densiteit (= aantal individuen per oppervlakte/volume eenheid). Densiteit

9 Densiteitsbepalingen gebeuren meestal aan de hand van random steekproeven (sampling). Densiteit

10 Densiteitsbepalingen gebeuren meestal aan de hand van random steekproeven (sampling). Nauwkeurigheid neemt toe met aantal steekproeven (studieplots) en homogeniteit van bemonsterde habi- tat. Densiteit

11 Densiteitsbepalingen gebeuren meestal aan de hand van random steekproeven (sampling). Nauwkeurigheid neemt toe met aantal steekproeven (studieplots) en homogeniteit van bemonsterde habi- tat. Merk-hervangst (mark-recapture) binnen afgebakende grenzen van een studiegebied. Densiteit

12

13 Proportie gemerkte (en gevangen) individuen in tweede vangstsessie gelijk aan proportie gemerkte individuen in volledige populatie. Densiteit

14 Proportie gemerkte (en gevangen) individuen in tweede vangstsessie gelijk aan proportie gemerkte individuen in volledige populatie. Densiteit  N gemerkte individuen in vangst 1 x N individuen in vangst 2  N hervangsten in vangst 2 N tot =

15 Ruimtelijke distributie

16 Geaggregeerde distributie (clumped, patchy). Indivi- duen zijn geconcentreerd in welbepaalde delen van het habitat. Ruimtelijke distributie

17 Geaggregeerde distributie (clumped, patchy). Indivi- duen zijn geconcentreerd in welbepaalde delen van het habitat. Ruimtelijke distributie

18 Uniforme distributie. Meer gelijkmatige spreiding dan verwacht op basis van willekeurig (random) gebruik. Ruimtelijke distributie

19 Uniforme distributie. Meer gelijkmatige spreiding dan verwacht op basis van willekeurig (random) gebruik. Ruimtelijke distributie

20 Willekeurige distributie. Distributie van individuen is niet gerelateerd aan die van andere individuen. Ruimtelijke distributie

21 Willekeurige distributie. Distributie van individuen is niet gerelateerd aan die van andere individuen. Ruimtelijke distributie

22 Abundantie versus distributie

23 Kernvraag. Zijn wijdverbreide soorten abundant en hebben zeldzame soorten een kleine verspreiding ? (Herbert Andrewartha en Charles Birch) Abundantie versus distributie

24 Kernvraag. Zijn wijdverbreide soorten abundant en hebben zeldzame soorten een kleine verspreiding ? Abundantie versus distributie

25 Hypothesen Zeldzame soorten zijn moeilijker detecteerbaar. Abundantie versus distributie

26 Hypothesen Zeldzame soorten zijn moeilijker detecteerbaar. Generalisten zijn meer algemeen en wijdverbreid (ecologische populatiemodel). Abundantie versus distributie

27 Hypothesen Zeldzame soorten zijn moeilijker detecteerbaar. Generalisten zijn meer algemeen en wijdverbreid (ecologische populatiemodel). Minder mobiele soorten bezetten minder habitat- vlekken (lokaal populatiemodel). Abundantie versus distributie

28 mobiliteit parameter schatter 838 ± % CI 240 – 1591 bezettingsgraad Abundantie versus distributie

29 Habitat selectie

30 Habitat selectie. Organismen verkiezen bepaalde compo- nenten van het habitat boven andere. Habitat selectie

31 Habitat selectie. Organismen verkiezen bepaalde compo- nenten van het habitat boven andere. Kan zowel proximaat als ultimaat (evolutionair) bena- derd worden. Habitat selectie

32 Habitat selectie. Organismen verkiezen bepaalde compo- nenten van het habitat boven andere. Kan zowel proximaat als ultimaat (evolutionair) bena- derd worden. Ideal free distribution model van S.D. Fretwell (1972). Habitat selectie

33

34

35 Habitat selectie. Organismen verkiezen bepaalde compo- nenten van het habitat boven andere. Kan zowel proximaat als ultimaat (evolutionair) bena- derd worden. Ideal free distribution model van Steve Fretwell (1972). Ideal despotic distribution model (Fretwell) Habitat selectie

36 Demografie

37 Soorten verschillen in de manier waarop energie geïnvesteerd wordt in voortplanting. Demografie

38 Soorten verschillen in de manier waarop energie geïnvesteerd wordt in voortplanting. Semelpaar. Eénmalige en zeer grote investering. Demografie

39 Soorten verschillen in de manier waarop energie geïnvesteerd wordt in voortplanting. Semelpaar. Eénmalige en zeer grote investering. Iteropaar. Herhaalde en kleinere investeringen. Demografie

40 Soorten verschillen in de manier waarop energie geïnvesteerd wordt in voortplanting. Semelpaar. Eénmalige en zeer grote investering. Iteropaar. Herhaalde en kleinere investeringen. Vormt een belangrijk kenmerk van de levensgeschiedenis (life history trait) van organismen. Demografie

41 r-selectie. Verwijst naar aanwezigheid van levens- kenmerken die bijdragen tot hoge populatiegroei. Demografie

42 K-selectie. Verwijst naar aanwezigheid van levens- kenmerken die bijdragen tot hoge overleving. Demografie

43 Mortaliteits- en overlevingsparameters worden weerge- geven in levens- of sterftetabellen (life tables). Overleving

44 Mortaliteits- en overlevingsparameters worden weerge- geven in levens- of sterftetabellen (life tables). Laat toe de kans te berekenen dat een individu van een welbepaalde cohorte overleeft tot een welbepaalde leeftijd. Overleving

45

46

47 Mortaliteits- en overlevingsparameters worden weerge- geven in zogenaamde levens- of sterftetabellen (life tables). Laat toe de kans te berekenen dat een individu van een welbepaalde cohorte overleeft tot een welbepaalde leeftijd. Leeftijdsstructuur verwijst naar het aantal en de proportie individuen van elk geslacht in elke leeftijds- categorie. Demografie

48

49 Populatiegroei

50 Aangezien geen enkele populatie oneindig in aantal toe- neemt, wordt de groei van populaties blijkbaar gereguleerd.

51 Populatiegroei Aangezien geen enkele populatie oneindig in aantal toe- neemt, wordt de groei van populaties blijkbaar gereguleerd. Groei of afname in populatiegrootte (per eenheid oppervlakte) is voornamelijk het resultaat van nataliteit (gemiddelde per capita geboorte-ratio) en mortaliteit (gemiddelde per capita sterfte-ratio).

52 Populatiegroei Aangezien geen enkele populatie oneindig in aantal toe- neemt, wordt de groei van populaties blijkbaar gereguleerd. Groei of afname in populatiegrootte (per eenheid oppervlakte) is voornamelijk het resultaat van nataliteit (gemiddelde per capita geboorte-ratio) en mortaliteit (gemiddelde per capita sterfte-ratio). Om de ratio van ‘verandering’ in populatie-grootte te kennen, is tevens kennis van een tijdsinterval vereist.

53 Populatiegroei ∆N/∆t = N (b - d)

54 Populatiegroei ∆N/∆t = N (b - d) De groeiratio op een willekeurig moment in de tijd bedraagt dan: dN/dt = rN

55 Populatiegroei

56 ∆N/∆t = N (b - d) De groeiratio op een willekeurig moment in de tijd bedraagt dan: dN/dt = rN Intrinsieke groeiratio (r max ): maximum ratio waarmee een populatie in aantal kan toenemen onder ideale om- standigheden.

57 Populatiegroei Factoren zoals predatie, competitie, schaarste aan kritische hulpbronnen, etc. verhinderen een ongelimi- teerde exponentiële toename in populatiegrootte. Draagkracht (K, carrying capacity): maximale populatie- grootte onder gegeven milieuomstandigheden (r = 0).

58 Populatiegroei Factoren zoals predatie, competitie, schaarste aan kritische hulpbronnen, etc. verhinderen een ongelimi- teerde exponentiële toename in populatiegrootte. Draagkracht (K, carrying capacity): maximale populatie- grootte onder gegeven milieuomstandigheden (r = 0). Logistische vergelijking: dN/dt = rN  (K –N)/K 

59 Populatiegroei

60 Zowel de exponentiële als logistische groeicurve vormen een sterke oversimplificatie van groeipatronen in natuur- lijke populaties.

61 Populatiegroei Zowel de exponentiële als logistische groeicurve vormen een sterke oversimplificatie van groeipatronen in natuur- lijke populaties. oscillaties rond K

62 Populatiegroei Zowel de exponentiële als logistische groeicurve vormen een sterke oversimplificatie van groeipatronen in natuur- lijke populaties. oscillaties rond K time lag modellen

63 Populatiegroei

64 Zowel de exponentiële als logistische groeicurve vormen een sterke oversimplificatie van groeipatronen in natuur- lijke populaties. oscillaties rond K time lag modellen stochastische modellen

65 Populatiegroei

66 Populatieregulatie

67 Historische discussies omwille van onduidelijke definiëring van de termen limiterende en regulerende factoren.

68 Populatieregulatie Historische discussies omwille van onduidelijke definiëring van de termen limiterende en regulerende factoren. Limiterende factor: verandering in gemiddelde of evenwichtsdensiteit.

69 Populatieregulatie Historische discussies omwille van onduidelijke definiëring van de termen limiterende en regulerende factoren. Limiterende factor: verandering in gemiddelde of evenwichtsdensiteit. Regulerende factor: verhoogde mortaliteit (of verlaagde reproductie) bij toenemende densiteit (proportioneel effect)

70 Populatieregulatie Historische discussies omwille van onduidelijke definiëring van de termen limiterende en regulerende factoren. Limiterende factor: verandering in gemiddelde of evenwichtsdensiteit. Regulerende factor: verhoogde mortaliteit (of verlaagde reproductie) bij toenemende densiteit (proportioneel effect) Onenigheid omtrent relatieve belang van densiteits- afhankelijke versus -onafhankelijke factoren.

71 Populatieregulatie predatie, ziekte, competitie, …

72 Stephens P.A. et al Oikos 87:

73 Populatiedynamiek

74 Populatie-ecologen bestuderen de dynamiek van natuur- lijke populaties via key-factor analyse en experimenten.

75 Populatiedynamiek Populatie-ecologen bestuderen de dynamiek van natuur- lijke populaties via key-factor analyse en experimenten. Key-factor analyse Restrospectieve analyse van jaarlijkse veranderingen in mortaliteit en reproductie via opstellen van levenstabel- len met discrete levensstadia.

76 Populatiedynamiek

77 k = log e (N s ) – log e (N e ) ∑

78 Populatiedynamiek

79

80 Populatie-ecologen bestuderen de dynamiek van natuur- lijke populaties via key-factor analyse en experimenten. Experimentele studie Identificatie van limiterende factoren en experimentele studie van hun impact op populatie fluctuaties.

81 Populatiedynamiek D. Spiller & T. Schoener, University of California

82 Populatiedynamiek

83 Toegepaste populatie-ecologie

84 Populatie-ecologie levert belangrijke inzichten voor het duurzaam (commercieel) beheer van natuurlijke popula- ties.

85 Toegepaste populatie-ecologie Populatie-ecologie levert belangrijke inzichten voor het duurzaam (commercieel) beheer van natuurlijke popula- ties. Hoe groot kan yield zijn zonder gevaar voor voortbestaan op lange termijn ?

86 Toegepaste populatie-ecologie E.S. Russell (1931). Oogstbare gedeelte van visbestand (stock uitgedrukt in gewicht) verhoogt t.g.v. reproductie, immigratie en groei en verlaagt t.g.v. natuurlijke morta- liteit en vangst.

87 Toegepaste populatie-ecologie E.S. Russell (1931). Oogstbare gedeelte van visbestand (stock uitgedrukt in gewicht) verhoogt t.g.v. reproductie, immigratie en groei en verlaagt t.g.v. natuurlijke morta- liteit en vangst. S 2 = S 1 + R + G - M - F

88 Toegepaste populatie-ecologie E.S. Russell (1931). Oogstbare gedeelte van visbestand (stock uitgedrukt in gewicht) verhoogt t.g.v. reproductie, immigratie en groei en verlaagt t.g.v. natuurlijke morta- liteit en vangst. S 2 = S 1 + R + G - M - F Duurzame bevissing R + G = M + F

89 Toegepaste populatie-ecologie E.S. Russell (1931). Oogstbare gedeelte van visbestand (stock uitgedrukt in gewicht) verhoogt t.g.v. reproductie, immigratie en groei en verlaagt t.g.v. natuurlijke morta- liteit en vangst. S 2 = S 1 + R + G - M - F Duurzame bevissing R + G = M + F Na aanvang van bevissing wordt populatiegrootte gere- duceerd waarbij F densiteitsafhankelijk kan gecompen- seerd worden door een hogere R of snellere G of lagere M.

90 Toegepaste populatie-ecologie Op welk niveau van stabilisatie (R+G=M+F) is F maximaal ?

91 Toegepaste populatie-ecologie Op welk niveau van stabilisatie (R+G=M+F) is F maximaal ? Sigmoïd-curve theorie: een maximale yield wordt beko- men door een populatie rond de helft van haar draagkracht (K) te houden.

92 Toegepaste populatie-ecologie dN/dt = rN  (K –N)/K 

93 Ruimtelijk gestructureerde populaties

94 Onder natuurlijke omstandigheden komen soorten voor als sets van afzonderlijke, ruimtelijk gescheiden deelpopula- ties.

95 Ruimtelijk gestructureerde populaties Onder natuurlijke omstandigheden komen soorten voor als sets van afzonderlijke, ruimtelijk gescheiden deelpopula- ties.

96 Ruimtelijk gestructureerde populaties Onder natuurlijke omstandigheden komen soorten voor als sets van afzonderlijke, ruimtelijk gescheiden deelpopula- ties.

97 Ruimtelijk gestructureerde populaties Onder natuurlijke omstandigheden komen soorten voor als sets van afzonderlijke, ruimtelijk gescheiden deelpopula- ties. Elke deelpopulatie wordt gekenmerkt door specifieke demografische parameters.

98 Ruimtelijk gestructureerde populaties Onder natuurlijke omstandigheden komen soorten voor als sets van afzonderlijke, ruimtelijk gescheiden deelpopula- ties. Elke deelpopulatie wordt gekenmerkt door specifieke demografische parameters. Bij metapopulaties heeft ook de uitwisseling van indivi- duen tussen deelpopulaties een belangrijke demografische impact.

99 Metapopulatie theorie Metapopulaties verwijzen naar ruimtelijk opgedeelde po- pulaties waarvan de dynamiek op twee verschillende niveaus werkt:

100 Metapopulatie theorie Metapopulaties verwijzen naar ruimtelijk opgedeelde po- pulaties waarvan de dynamiek op twee verschillende niveaus werkt: binnen deelpopulaties: geboorte, sterfte, immigratie en emigratie.

101 Metapopulatie theorie Metapopulaties verwijzen naar ruimtelijk opgedeelde po- pulaties waarvan de dynamiek op twee verschillende niveaus werkt: binnen deelpopulaties: geboorte, sterfte, immigratie en emigratie. tussen deelpopulaties: kolonisatie en extinctie.

102 Metapopulatie theorie

103 Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson).

104 Metapopulatie theorie Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson).

105 Metapopulatie theorie Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson). Levins’ metapopulatie model beschrijft een oneindig aantal habitatplekken die elk al dan niet een lokale populatie van de beschouwde soort bevatten.

106 Metapopulatie theorie Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson). Levins’ metapopulatie model beschrijft een oneindig aantal habitatplekken die elk al dan niet een lokale populatie van de beschouwde soort bevatten.

107 Metapopulatie theorie Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson). Levins’ metapopulatie model beschrijft een oneindig aantal habitatplekken die elk al dan niet een lokale populatie van de beschouwde soort bevatten. N=0

108 Metapopulatie theorie Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson). Levins’ metapopulatie model beschrijft een oneindig aantal habitatplekken die elk al dan niet een lokale populatie van de beschouwde soort bevatten. N=K

109 Metapopulatie theorie Metapopulatie theorie werd ontwikkeld op het einde van jaren ’60 ongeveer gelijktijdig met theorie van eiland- biogeografie (MacArthur & Wilson). Levins’ metapopulatie model beschrijft een oneindig aantal habitatplekken die elk al dan niet een lokale populatie van de beschouwde soort bevatten. Laat voorspellingen toe omtrent de proportie bezette habitatvlekken als functie van extinctie en kolonisatie.

110 Metapopulatie theorie dp/dt = k.p(1 - p) - e.p p = proportie habitatvlekken bezet op tijdstip t e = extinctiekans k = kolonisatiekans

111 Metapopulatie theorie dp/dt = k.p(1 - p) - e.p dp/dt = (k - e).p.[1 - p/(1 - e/k)]

112 Metapopulatie theorie dp/dt = k.p(1 - p) - e.p = k.p - k.p² - e.p = k.p - p(k.p) - e.p = (k-e)p - p(k.p) = (k-e)p.  1 -((p.k)/k-e)  = (k-e)p.  1-(p/((k-e)/k))  dp/dt = (k - e).p.[1 - p/(1 - e/k)]

113 Metapopulatie theorie dp/dt = k.p(1 - p) - e.p = k.p - k.p² - e.p = k.p - p(k.p) - e.p = (k-e)p - p(k.p) = (k-e)p.  1 -((p.k)/k-e)  = (k-e)p.  1-(p/((k-e)/k))  dp/dt = (k - e).p.[1 - p/(1 - e/k)] dN/dt = r.N.[(K- N)/K]

114 dp/dt = k.p(1 - p) - e.p = k.p - k.p² - e.p = k.p - p(k.p) - e.p = (k-e)p - p(k.p) = (k-e)p.  1 -((p.k)/k-e)  = (k-e)p.  1-(p/((k-e)/k))  dN/dt = r.N.[(K- N)/K] Metapopulatie theorie K = 1 - e/k Tijd Proportie bezette vlekken

115 Metapopulatie theorie Complexere modellen houden rekening met variatie in vlekgrootte

116 Metapopulatie theorie Complexere modellen houden rekening met variatie in vlekgrootte vlekkwaliteit

117 Metapopulatie theorie Complexere modellen houden rekening met variatie in vlekgrootte vlekkwaliteit ruimtelijke configuratie

118 Metapopulatie theorie Complexere modellen houden rekening met variatie in vlekgrootte vlekkwaliteit ruimtelijke configuratie interne dynamiek

119 Metapopulatie theorie Aanzienlijke variatie in vlekgrootte of -kwaliteit kan aanleiding geven tot mainland-island metapopulaties of source-sink metapopulaties.

120 Metapopulatie theorie Mainland-island model: kans op uitsterven van ‘mainland’ populatie wordt zeer klein en alle immigranten zijn ervan afkomstig.

121 Metapopulatie theorie Mainland-island model: kans op uitsterven van ‘mainland’ populatie wordt zeer klein en alle immigranten zijn ervan afkomstig. Vergelijking: dp/dt = k.(1 - p) - e.p

122 Metapopulatie theorie Mainland-island model: kans op uitsterven van ‘mainland’ populatie wordt zeer klein en alle immigranten zijn ervan afkomstig. Vergelijking: dp/dt = k.(1 - p) - e.p Evenwicht: p = k/(k + e)

123 Metapopulatie theorie Source-sink model: habitat wordt ingedeeld in source (hoge kwaliteit, geboortes > sterftes) en sinks (lage kwali- teit, geboortes < sterftes).

124 Metapopulatie theorie Conclusies voor natuurbehoud

125 Metapopulatie theorie Conclusies voor natuurbehoud Zowel nood aan bezet als onbezet habitat

126 Metapopulatie theorie Conclusies voor natuurbehoud Zowel nood aan bezet als onbezet habitat Optimale ruimtelijke structuur is steeds een ‘compromis’

127 Metapopulatie theorie Conclusies voor natuurbehoud Zowel nood aan bezet als onbezet habitat Optimale ruimtelijke structuur is steeds een ‘compromis’ Nood aan bescherming van source habitat

128

129

130

131 Metapopulatie theorie Evolutionair-ecologisch

132 Metapopulatie theorie Evolutionair-ecologisch Wanneer selectiedrukken verschillen tussen sources en sinks zullen individuen uit source populaties gemiddeld een hogere lokale adaptatie vertonen wegens asymme- trische gene flow.

133 Q. pubescensQ. ilex

134 Q. pubescens bladverliezend veel voedsel Q. ilex immergroen weinig voedsel

135 Q. pubescens bladverliezend veel voedsel reproductie hoog SOURCE Q. ilex immergroen weinig voedsel reproductie laag SINK

136 Q. pubescens bladverliezend veel voedsel reproductie hoog SOURCE Q. ilex immergroen weinig voedsel reproductie laag SINK voedsel Datum

137 Q. pubescens bladverliezend veel voedsel reproductie hoog SOURCE Q. ilex immergroen weinig voedsel reproductie laag SINK Corsica voedsel

138 Datum Q. pubescens bladverliezend veel voedsel reproductie hoog SOURCE Q. ilex immergroen weinig voedsel reproductie laag SINK geen verschil in legdatum zuid Frankrijk voedsel


Download ppt "Populaties. Populatie. Groep van individuen van eenzelfde soort die op eenzelfde tijdstip op een welbepaalde plaats leven en met elkaar interageren. Populatie-ecologie."

Verwante presentaties


Ads door Google