Guinguette Marais Poitevin

Definizione di popolazione

Una popolazione è il numero di organismi della stessa specie che vivono in una particolare area geografica allo stesso tempo, con la capacità di incrociarsi.

Perché l’incrocio avvenga, gli individui devono essere in grado di accoppiarsi con qualsiasi altro membro di una popolazione e produrre prole fertile. Tuttavia, le popolazioni contengono variazioni genetiche al loro interno, e non tutti gli individui sono ugualmente in grado di sopravvivere e riprodursi.

Le popolazioni possono essere presenti su varie scale diverse. Una popolazione locale può essere confinata in un’area spazialmente piccola, cioè i pesci di uno stagno. Tuttavia, questa località può operare su scala regionale, nazionale, insulare o continentale; può persino costituire l’intera specie. Se gli individui delle popolazioni locali sono in grado di disperdersi tra altre popolazioni locali, si parla di metapopolazione.

La biologia delle popolazioni è lo studio delle caratteristiche delle popolazioni e dei fattori che influenzano la loro dimensione e distribuzione. Le caratteristiche che vengono studiate includono i modelli migratori, la densità della popolazione, la demografia (i tassi di nascita e morte, il rapporto tra i sessi e la distribuzione dell’età), la genetica della popolazione, i tratti della storia della vita e le dinamiche di gruppo (le interazioni all’interno e tra le popolazioni). L’ecologia delle popolazioni è lo studio di come queste popolazioni interagiscono con l’ambiente.

La maggior parte delle popolazioni non sono stabili, fluttuando nelle dimensioni nel tempo (la lettera ‘N’ spesso indica il numero di individui in una popolazione). Le fluttuazioni sono di solito in risposta a cambiamenti nei fattori abiotici e biotici, che agiscono come fattori limitanti contro la crescita esponenziale indefinita delle popolazioni. Per esempio, quando le risorse alimentari sono abbondanti e le condizioni ambientali sono favorevoli, le popolazioni possono crescere. Al contrario, quando la predazione è forte, le popolazioni possono impoverirsi.

Le caratteristiche della popolazione possono influenzare il modo in cui è influenzata da alcuni fattori. Gli effetti che i fattori dipendenti dalla densità possono avere su una popolazione sono determinati dalle sue dimensioni; per esempio, una popolazione più grande e più densa sarà decimata più rapidamente dalla diffusione di una malattia rispetto a una popolazione ampiamente dispersa. I tratti della storia della vita, come il tasso di maturazione e la durata della vita, possono influenzare il tasso di crescita di una popolazione; se gli individui maturano più tardi, la popolazione crescerà più lentamente che se maturano relativamente giovani.

A causa della variazione genetica all’interno delle popolazioni, quelle più grandi sono solitamente più resistenti ai cambiamenti stocastici nel loro ambiente o demografia. Questo perché c’è una maggiore possibilità che una mutazione genetica all’interno del pool genetico sia più adatta a sopravvivere nella nuova situazione. Se si verifica un evento estremo, in cui un gran numero di individui all’interno della popolazione non è in grado di sopravvivere, gli individui rimanenti con i geni favoriti si riprodurranno, aumentando così la frequenza di questi geni nella popolazione per deriva genetica. Questo è chiamato un collo di bottiglia della popolazione.

Anche se gli individui che sono sopravvissuti al collo di bottiglia sono adattati alle nuove condizioni, non c’è sempre un buon tasso di successo a lungo termine per la popolazione. La diversità genetica all’interno della nuova popolazione è bassa, e aumenta solo molto lentamente man mano che si verificano mutazioni in ogni generazione successiva. Questo significa che la nuova popolazione è altamente vulnerabile a ulteriori cambiamenti dell’ambiente o della disponibilità di risorse, oltre a subire le conseguenze dell’inbreeding come malattie e deformità nella prole. Se un collo di bottiglia si traduce in un numero troppo basso di individui (sotto la dimensione minima vitale della popolazione), c’è un notevole rischio di estinzione dopo poche generazioni.

Esempi di popolazioni

Elefanti africani

Ci sono due specie di elefanti tradizionalmente riconosciute, gli elefanti africani (Loxodonta Africana) e gli elefanti asiatici (Elephas maximus), anche se recenti ricerche hanno diviso gli elefanti africani in due specie: gli elefanti africani del bush (Loxodonta africana) e gli elefanti africani della foresta (Loxodonta cyclotis).

Si ritiene che le popolazioni di elefanti africani siano esistite su scala continentale, contando fino a 5 milioni di individui nei primi anni del 1900. Tuttavia, a causa della frammentazione dell’habitat e del bracconaggio per le loro zanne, il numero di elefanti ha subito un grave declino. Oggi si ritiene che siano rimasti circa 400.000 elefanti africani.

La struttura dei gruppi di elefanti è formata da unità familiari di circa 10 individui, anche se quando le famiglie di elefanti entrano in contatto, possono legarsi per formare gruppi più grandi – chiamati “branchi” – fino a 100. Ognuno di questi branchi forma una popolazione locale. Tuttavia, ogni individuo di ogni specie potrebbe riprodursi con un altro membro della specie, quindi la popolazione completa di ogni specie africana include tutti gli individui del continente.

Popolazioni di stagni

In un habitat ci possono essere molte popolazioni diverse; un esempio su piccola scala è un lago. Un lago può fornire un habitat per uccelli, pesci, insetti, anfibi e mammiferi come lontre o ratti. Sebbene ogni specie riceva risorse dal lago, è probabile che le loro popolazioni dipendano dall’habitat in modi unici. Per i pesci, la terra presenta una barriera impenetrabile per la dispersione. Senza alcun modo di andarsene, un’intera popolazione di trote può esistere solo all’interno del lago e da nessun’altra parte.

Anfibi come i rospi possono deporre le uova nel lago e usare diversi laghi vicini all’interno di una valle per nutrirsi. Tuttavia, poiché non possono attraversare le montagne, la loro popolazione locale è limitata all’interno della valle. Se le condizioni ambientali all’interno della valle differiscono dalle altre valli circostanti, e i rospi sono isolati da altre popolazioni della stessa specie abbastanza a lungo, il comportamento o la morfologia del rospo possono cambiare a sufficienza in modo che non possa accoppiarsi con rospi al di fuori della valle. Questo isolamento guiderebbe il processo di speciazione e quindi la formazione di nuove specie.

Gli uccelli migratori possono visitare il lago stagionalmente per svernare; per una parte dell’anno, questi uccelli formano una popolazione locale. Quando gli uccelli ritornano dai loro luoghi di svernamento, si incontrano con altre popolazioni della stessa specie per potersi riprodurre in numero maggiore. È comune che uccelli di età o sesso diversi migrino in tempi o distanze diverse, quindi le dimensioni della popolazione dipendono dalla demografia del gruppo.

Salmone

Molte specie di salmone sono anadrome, il che significa che nascono in acqua dolce prima di migrare verso l’oceano per nutrirsi e maturare, e tornare in acqua dolce per riprodursi.

I salmoni tendono a tornare nello stesso fiume in cui sono nati, per potersi riprodurre. A causa di questo forte desiderio di “casa”, i salmoni di solito non si allontanano molto dal loro luogo di deposizione delle uova, anche se la distanza di dispersione dipende in gran parte dalla specie in questione.

Poiché la maggior parte dei siti di deposizione delle uova sono separati da terra o da acque profonde, ogni gruppo di salmoni che nasce in un certo sito di deposizione delle uova costituisce la popolazione locale all’interno di quel sito; sebbene le condizioni all’interno delle rotte disponibili per la dispersione verso altri siti non siano impossibili da sopportare per i salmoni, raramente si trovano a muoversi tra i siti.

Durante il tempo trascorso in mare, i salmoni vengono in contatto con salmoni di altre popolazioni locali, anche molto lontane. Anche se non ci sono barriere all’accoppiamento tra popolazioni locali della stessa specie, la tendenza dei salmoni a tornare al loro fiume natale riduce notevolmente il flusso genico tra di loro. Tuttavia, alcuni individui si allontanano dal percorso previsto, per scelta o per errore, dando luogo a un certo flusso genico tra le popolazioni.

A causa del loro ciclo vitale, i salmoni possono essere classificati all’interno della struttura della metapopolazione.

• Comunità – Un gruppo costituito da varie specie, che interagiscono tra loro direttamente o passivamente, in un luogo comune.
• Specie – Un gruppo di individui fisicamente simili, che sono in grado di riprodursi con il risultato di prole fertile.
• Pool genico – L’insieme dei geni presenti all’interno di una popolazione o specie.
• Speciazione – La formazione di nuove specie distinte.

Quiz

1. Quale dei seguenti scenari corrisponde meglio alla definizione di popolazione? Cinque specie di rane che vivono in una palude.
B. Tutti gli squali che nuotano al largo della costa occidentale dell’Australia.
C. Tutti i singoli gorilla di montagna che vivono nella fitta foresta di quattro parchi nazionali in Africa.
D. Gli uccelli, i pipistrelli e le scimmie che vivono nella foresta pluviale dell’Ecuador.

2. Un collo di bottiglia si verifica quando:
A. Il numero di individui in un gruppo diventa troppo alto.
B. Un evento causa una perdita significativa di individui in una popolazione.
C. Le specie migrano lontano dalla loro popolazione nativa.
D. Due popolazioni si fondono insieme per formare una nuova popolazione.

3. Le piccole popolazioni sono più vulnerabili di quelle grandi perché:
A. Hanno più probabilità di essere predate.
B. Sono vulnerabili ai cambiamenti perché hanno un pool genetico più piccolo.
C. Non possono scaldarsi a vicenda.