Հիմնական նյութ

Դասընթաց․ (11-րդ դասարան. կենսաբանություն) > Բաժին 2

Դաս 1: Էկոլոգիա

Կյանքի աղյուսակներ, գոյատևում և տարիքասեռային կառուցվածք

Գործիքներ, որոնք էկոլոգներն օգտագործում են պոպուլյացիայի ներկա վիճակը նկարագրելու և դրա աճը կանխատեսելու համար:

Հիմնական դրույթներ

Որպեսզի կանխատեսեն արդյոք պոպուլյացիաները քանակով աճելու են, թե նվազեն բնապահպաններին անհրաժեշտ է հասկանալ տարբեր տարիքի օրգանիզմների ծնելիության և մահացության մակարդակները, ինչպես նաև տվյալ պահին պոպուլյացիայի տարիքային և սեռական կազմը։
Կյանքի աղյուսակները ամփոփում են կյանքի տարբեր փուլերում օրգանիզմների ծնելիության և մահացության մակարդակները։
Գոյատևման կորերը տրամագրեր են, որոնք ցույց են տալիս, թե պոպուլյացիայի որ մասն է գոյատևում՝ մի տարիքից մյուսն անցնելով։
Տարիք-սեռ բուրգը վայրկյանական լուսանկար է, որը ցույց է տալիս ժամանակի ընթացքում պոպուլյացիայի առանձնյակների բաշխումը ըստ տարիքի և սեռի։

Ներածություն

Բոլոր երկրների կառավարությունները պահպանում են մարդկանց ծնելիության և մահացության մակարդակները, բայց ոչ թե ողջ երկրի պոպուլյացիայի, այլ դրանում որոշ խմբերի համար, որոնք կազմված են համաձայն տարիքի և սեռի։ Հաճախ այս տվյալները դասավորում են ամփոփիչ աղյուսակներում, որոնք կոչվում են կյանքի աղյուսակներ։ Ձեռնարկատիրական ապահովագրական ընկերությունները շատ են օգտվում այս կյանքի աղյուսակներից՝ տվյալ տարիքում մահացության հավանականությունը օգտագործելով ապահովագրության դրույքաչափերը հաշվելու համար, որոնք վիճակագրորեն երաշխավորում են կոկիկ շահույթը։

Բնապահպանները հաճախ հավաքում են իրենց կողմից ուսումնասիրվող տեսակների մասին միանման տեղեկատվություններ։ Սա արվում է ոչ թե շահույթը հնարավորինս մեծացնելու, այլ գիտելիքներ ձեռք բերելու և հաճախ տեսակներին պաշտպանելու նպատակով։ Որպես օրինակ կարող ենք դիտարկել այն բնապահպաններին, որոնք անհանգստացած են վտանգի առաջ կանգնած կարմիր պանդաներով։ Նրանք կարող են հետևել կարմիր պանդաների խմբի կյանքին ծնվելու պահից մինչև մահ։ Ամեն տարի նրանք գրանցում են, թե որքան պանդաների են գոյատևել, և որքան փոքրիկ պանդաներ են ծնվել։ Այս տվյալներից նրանք ավելի լավ կհասկանան իրենց կարմիր պանդաների խմբի կյանքի պատմությունը կամ տիպիկ գոյատևման և վերարտադրման օրինաչափությունները։

Ի՞նչ օգուտ է տալիս կյանքի պատմության իմացությունը։ Որոշ դեպքերում բնապահպաններին պարզապես հետաքրքրում է, թե ինչպես են օրգանիզմները ապրում, վերարտադրվում և մահանում։ Բայց կյանքի պատմության տվյալները հավաքելու համար կան նաև գործնական պատճառներ։ Տվյալ պահին պոպուլյացիայի <<վայրկյանական լուսանկարը>> համատեղում են ծնելիության և մահացության մակարդակների հետ (ծեր և երիտասարդ օրգանիզմների քանակը և դրանց սեռական պատկանելիությունը)։ Այս տվյալների շնորհիվ բնապահպանները կարող են կանխագուշակել ապագայում այն ամենայն հավանականությամբ կաճի թե՞ կնվազի։ Սա հատկապես կարևոր է վտանգված տեսակների դեպքում (ինչպիսին օրինակ մեր օրինակի կարմիր պանդաներն են)։

Կյանքի աղյուսակներ

Կյանքի աղյուսակի տվյալները բառացիորեն կարևոր են պոպուլյացիայի ծնելիության և մահացության մակարդակների համար։ Այն ամփոփոխում է այն հավանականությունը՝ արդյոք օրգանիզմները իրենց կյանքի տարբեր շրջաններում կապրեն, կմահանեն և/կամ կվերարտադրվեն։

Արի սկսենք պարզապես կյանքի հիմնական աղյուսակն ուսումնասիրելով, որը միայն ցույց է տալիս գոյատևման, այլ ոչ թե գոյատևման և վերարտադրման մակարդակները։ Մասնավորապես մենք կկենտրոնանանք ստորև կենդանու վրա՝ սարի Դոլ ոչխարի՝ Հյուսիսային Ամերիկայի հյուսիս արևմուտքում բնակվող վայրի ոչխարի։

Լիովին բացահայտման համար այս տվյալները հավաքել են բավականին տարօրինակ եղանակով։ Օլաուս Մյուրի անունով մի բնապահպան 1930-1940 թվականներին մի քանի տարի շարունակ արշավներ է իրականացրել Ալյասկայում Մքինլի սարի շրջակայքում առկա ազգային պարկում։ Ամեն անգամ, երբ նրա ճանապարհին հանդիպում էր սարի Դոլ ոչխարի գանգ, օգտվելով դրա եղջյուրների չափերից նա մոտավորապես հաշվարկում էր, թե մահանալիս քանի տարեկան է եղել տվյալ ոչխարը

^{1}

։ 608 գանգերի ուսումնասիրություններից և մոտավոր տարիքները բացահայտելուց նա գտավ իրենց կյանքի տևողության ընթացքում տվյալ ոչխարների գոյատևման և մահացության մակարդակները։

Հիանալի հարց է։ Ավելի հեշտ կլիներ սկսել մի քանի հարյուր նոր ծնված ոչխարներից և հետևել նրանց ողջ կյանքի ընթացքում, այդպես չէ՞։

Խնդիրն այն է, որ բնության մեջ շատ դժվար է հետևել օրգանիզմների մի ամբողջ խմբին իրենց կյանքի ողջ տևողության ընթացքում։ Օրինակ՝ այս դեպքում մենք ստիպված կլինեինք բռնել մի երիտասարդ ոչխարի, որևէ կերպ դրոշմել դրան և 15 կամ ավելի տարիների ընթացքում պարբերաբար հետևել դրան։

Մյուրին իր այս աշխատանը կազմել է 1930-1940 թվականներին, երբ անհնար էր կյանքի վաղ շրջանում դրոշմված ոչխարին հետևելը, քանի որ անհնար կլիներ այդ ոչխարին կրկին գտնելը (դրանք կթափառեին իրենց բնակելի միջավայրի սարերում)։ Այսօր արդեն քանի որ կարող ենք կենդանիներին կցել նաև էլեկտրոնային դրոշմանիշներ և լուսածրող գնդակարկներ, այսպիսի փորձերը ավելի հավանական են։

Բայց գործնական պատճառներով բնապահպանների հիմնական մասը դեռևս օգտվում է այնպիսի հեշտացնող միջոցներից, ինչպիսիք են Մյուրեի սահմանած գոյատևման և մահացության մոտավոր մակարդակները, որոնք հավաքվել են կարճ ժամանակահատվածում, այլ ոչ թե երկար ժամանակահատվածում օրգանիզմների մեծ խմբերին հետևելու արդյունքում։

Ստորև տրամագրում ներկայացված են գանգերի վերաբերյալ Մյուրիի հավաքած տվյալները։ Որպեսզի ավելի հեշտ հասկանանք այս տրամագիրը ստանդարտացված է 1000 ոչխարներից կազմված պոպուլյացիայի։ Աղյուսակը ուսումնասիրելով մենք կարող ենք պատկերացնել, թե ինչ է պատահել այդ 1000 ոչխարներին (և հատկապես, յուրաքանչյուր տարիքային խմբում դրանցից քանի՞սն են մահացել)։

Արի միասին ուսումնասիրենք աղյուսակի առաջին տողը։ Այստեղ տեսնում ենք, որ ծնվել և գոյատևել են 1000 ոչխարներ։ Այդ ոչխարներից 54-ը մահացել են նախքան 0․5 տարեկան դառնալը։ Այդ դեպքում մահացության մակարդակը այդ տարիքային խմբի համար 54/1000 կամ 0.054 է, որը ներկայացված է ամենից աջ սյունակում։

Տարիքային շրջան	1000 ծնվածներից մինչև տվյալ տարիքային շրջանի սկիզբը գոյատևած առանձնյակների քանակը	1000 ծնվածներից տվյալ տարիքային շրջանում մահացած առանձնյակների քանակը։	Տարիքին հատուկ մահացության մակարդակ՝ տվյալ տարիքային շրջանի սկզբում առողջ օրգանիզմներ, որոնք մահանում են մինչև տվյալ տարիքային շրջանի ավարտը
0–0.5	1000	54	0.054
0.5–1	946	145	0.1533
1–2	801	12	0.015
2–3	789	13	0.0165
3–4	776	12	0.0155
4–5	764	30	0.0393
5–6	734	46	0.0627
6–7	688	48	0.0698
7–8	640	69	0.1078
8–9	571	132	0.2312
9–10	439	187	0.426
10–11	252	156	0.619
11–12	96	90	0.9375
12–13	6	3	0.5
13–14	3	3	1

Table adapted from Edward S. Deevey $^{2}$ ‍.

Կյանքի աղյուսակին նայելով մենք կարող ենք տեսնել, թե տարիքային որ շրջանն է համարվում ամենառիսկայինը ոչխարների համար։ Բարձր ռիսկային շրջաններից առաջինը 0.5 և 1 տարեկան տարիքների միջև է, որը արտացոլում է, որ չափազանց երիտասարդ ոչխարներին գիշատիչները ավելի հեշտ են որսում և դրանք կարող են մահանալ պաշտպանված չլինելու պատճառով։ Մյուս շրջանը, որում մահացության մակարդակը կրկին բարձր է սկսվում է 8 տարեկանից։ Այս դեպքում ոչխարները մահանում են մեծ տարիքի պատճառով։

Հիանալի հարց է։ Իրականում մահացության մակարդակը հավանաբար ևս բարձր է 0-0․5 տարեկանի շրջանում, բայց այն այդքան էլ լավ չի ներկայացված Մյուրեի տվյալներում։

Իսկ ինչու՞ ոչ։ Շատ երիտասարդ ոչխարների գանգերը վատ են պահպանվել, դրանք արագ են քայքայվում կամ մյուս ոչխարների հետ դրանց էլ ուտում են գիշատիչները։ Այսպիսով՝ Մյուրին հավանաբար հայտնաբերել և գրանցել է տվյալ տարիքային խմբում իրական մահերի միայն մի փոքր մասը։

Սա իհարկե հարաբերականորեն շատ քիչ տեղեկատվություն պարունակող (կարծես միայն ողնաշարն է) աղյուսակ է․ այն միայն ցույց է տալիս գոյատևման մակարդակները, իսկ վերարտադրմանը՝ ոչ։ Բայց կյանքի շատ աղյուսակներ ցույց են տալիս և՛ գոյատևման, և՛ վերարտադրման մակարդակները։ Եթե այս աղյուսակին ավելացնեինք նաև վերարտադրման մակարդակները, ապա մենք կունենայինք ևս մեկ սյունակ, որում թվարկված կլինեին յուրաքանչյուր տարիքային խմբում միջինում ծնված ոչխարների քանակը։

Գոյատևման կորեր

Ինձ համար կյանքի աղյուսակը հասկանալն ու կարդալը այդքան էլ հեշտ չէ։ Իրականում ավելի հեշտ է այդ բոլոր տվյալները գրաֆիկի տեսքով տեսնելն ու ունենալը, որը հայտնի է որպես գոյատևման կոր։

Գոյատևման կորը ցույց է տալիս, թե յուրաքանչյուր տարիքում սկզբնական խմբի որ մասն է դեռ կենդանի։ Օրինակ՝ սարի Դոլ ոչխարների գոյատևման կորը ցուցադրված է ստորև․

Գրաֆիկի միջոցով պարզ և հասկանալի է դառնում, որ վաղ շրջանում ոչխարների գոյատևման մի փոքր անկում կա, բայց ոչխարների հիմնական մասը մահանում են հարաբերականորեն ավելի ծեր տարիքում։

Տարբեր տեսակների գոյատևման կորերը տարբեր են։ Ընդհանուր առմամբ գոյատևման կորերը կարող ենք բաժանել 3 տեսակների՝ հիմնվելով դրանց տեսքի վրա․

I տիպ։ Մարդկանց և պրիմատների հիմնական մասի գոյատևման կորը I տիպի է։ I տիպի կորում օրգանիզմները երիտասարդության կամ միջին տարիքային շրջանում չեն մահանում, փոխարենը, դրանք մահանում են ծեր հասակում։ I տիպի կորերով տեսակները ունենում են ավելի փոքրաթիվ սերունդ և շատ ծնողական խնամք են տալիս այդ սերունդներին՝ համոզվելով, որ իրենց սերունդները կգոյատևեն։
II տիպ։ Թռչունների շատ տեսակներ ունեն գոյատևման II տիպի կոր։ II տիպի կորում օրգանիզմները քիչ թե շատ հավասար քանակով են մահանում տարիքային յուրաքանչյուր շրջանում։ Այս տեսակի գոյատևման կոր ունեցող օրգանիզմները կարող են նաև ունենալ հարաբերականորեն քիչ սերունդ և տրամադրել դրանց նշանակալի ծնողական խնամք։
III տիպ։ Ծառերը, ծովային անողնաշարավորները և ձկների մեծ մասն ունեն III տիպի գոյատևման կոր։ III տիպի կորում շատ քիչ քանակով օրգանիզմներ են գոյատևում կյանքի վաղ տարիների ընթացքում։ Այնուամենայնիվ այն <<հաջողակները>>, որոնք կարողանում են գոյատևել կյանքի վաղ շրջանում, մեծ հավանականությամբ կունենան բավականին երկար կյանք։ Այս տիպի կոր ունեցող տեսակները միանգամից ունենում են մեծ քանակով սերունդ (Ինչպես օրինակ ծառերը, որոնցից առաջանում են հազարավոր սերմեր)։ Սակայն այս օրգանիզմները իրենց սերունդներին բավարար խնամք չեն տրամադրում։

Տարիք-սեռ կառուցվածքը

Ինչպես կարող ենք աղյուսակի ծնելիության և մահացության մակարդակները օգտագործել, որպեսզի գուշակենք՝ արդյոք պոպուլյացիան աճում է թե նվազում։ Արդյունավետության համար մեզ անհրաժեշտ է տվյալ պահին <<վայրկյանական նկար>>։

Օրինակ՝ պատկերացնենք մենք ունենք արջերի երկու պոպուլյացիաներ․ դրանցից մեկը կազմված է հիմնականում երիտասարդ, վերարտադրողական տարիքում գտնվող էգ արջերից, իսկ մյուսը՝ արու արջերից, որոնց վերարտադրողական տարիքը արդեն անցել է։ Նույնիսկ եթե այս պոպուլյացիաները ունենան նույն չափերը և կիսեն կյանքի աղյուսակ (ունենան տվյալ տարիքի համար միևնույն վերարտադրողական և գոյատևման մակարդակները), միևնույն է մեծ հավանականությամբ դրանց ճանապարհները չեն խաչվի։

Առաջին պոպուլյացիան մեծ հավանականությամբ կաճի, քանի որ դրանում առկա են շատ արջեր, որոնք կարող են սերունդ թողնել, ունենալ ձագեր։
Երկրորդ պոպուլյացիան ամենայն հավանականությամբ կփոքրանա, քանի որ դրանում առկա են շատ արջեր, որոնց տարիքը մոտ է մահվան տարիքին և որոնք այլևս չեն կարող բազմանալ։

Այսպիսով՝ այն հանգամանքը, թե ինչ օրգանիզմներից է այս պահին կազմված պոպուլյացիան, շատ մեծ տարբերություն է առաջացնում այն դեպքերում, երբ մենք փորձում ենք հասկանալ պոպուլյացիայի հետագա աճը։ Պոպուլյացիայի սեռ-տարիքային կառուցվածքի վերաբերյալ տեղեկատվությունը հաճախ ներկայացվում է պոպուլյացիոն բուրգի տեսքով։ X-երի առանցքում ներկայացված է յուրաքանչյուր կատեգորիայում պոպուլյացիայի առանձնյակների տոկոսը, ընդ որում արուների մասին գրված է ձախ կողմում, իսկ էգերի մասին՝ աջ կողմում։ Y-ների առանցքը ցույց է տալիս ծննդից մինչև ծեր տարիք տարիքային խմբերը։

Հաճախ պոպուլյացիոն բուրգերը կիրառվում են մարդկանց տարբեր պոպուլյացիաները ներկայացնելու համար։ Իրականում բուրգերի տարբեր հատուկ տեսքեր կան, որոնք սովորաբար կապված են մարդկանց աճող, կայուն և նվազող պոպուլյացիաների հետ, ինչպես ցուցադրված է ստորև։

Պոպուլյացիոն կտրուկ աճ ունեցող երկրների տարիքի կառուցվածքի տրամագիրը սուր բրգի տեսք ունի։ Այսինքն, դրանցում երիտասարդները շատ են, որոնցից շատերը գտնվում են վերարտադրողական տարիքում կամ էլ շուտով կհասնեն այդ տարիքին։ Այս օրինաչափությունը սովորաբար գործում է տնտեսապես քիչ զարգացած երկրների դեպքում, որում կյանքի տևողությունը սահմանափակում են բժշկական խնամքն ու աղբյուրները։
Փոքր աճով տեղամասերում, ներառյալ տնտեսապես ավելի զարգացած երկրների, ինչպիսին է օրինակ ԱՄՆ-ն, տարիք-սեռ կառուցվածքը դեռևս ներկայացվում է բրգի տեսքով։ Սակայն այդ բրգի գագաթը սուր չէ, ինչը նշանակում է, որ ի համեմատ կտրուկ աճ գրանցող երկրների երիտասարդները և վերարտադրողական տարիքում գտնվող մարդիկ ավելի քիչ են, իսկ մեծահասակները՝ ավելի շատ։
Այլ զարգացած երկրներում, ինչպիսին է օրինակ՝ Իտալիան, պոպուլյացիոն աճը 0 է։ Այս պոպուլյացիաների տարիքային կառուցվածքը ներկայացնող գրաֆիկը գմբեթի տեսք ունի, որում միջին կամ մեծ տարիքի մարդկանց քանակը նույնիսկ ավելի շատ է, քան դանդաղ աճ ունեցող երկրներում։
Եվ վերջապես որոշ զարգացած երկրներում պոպուլյացիաները իսկապես նվազող են։ Այդպիսի երկրի օրինակ է Ճապոնիան $^{3}$ ‍։ Այս երկրների պոպուլյացիոն բուրգը իր հիմքի հատվածում դեպի ներս սեղմված է, ինչը ցույց է տալիս, որ երիտասարդները կազմում են պոպուլյացիայի փոքր մասը։

Այս մարդկային օրինակների հիմնական օրենքները գործում են նաև վայրի բնության մի շարք պոպուլյացիաների համար։ Երիտասարդ և վերարտադրողական ակտիվության շրջանում գտնվող մարդկանց մեծ մասնաբաժինների առկայությունը նշանակում է, որ պոպուլյացիան մեծ հավանականությամբ աճող է։ Վերարտադրողական շրջանում այլևս չգտնվող առանձնյակների մեծ մասնաբաժինը նշանակում է, որ պոպուլյացիան մեծ հավանկանությամբ նվազող է։

Մեջբերում

Այս հոդվածը քաղված է հետևյալ հոդվածից.

"Population demography" ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 4.0; բնօրինակը կարող եք ներբեռնել հետևյալ հղումով՝ http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@10.12
"Human population growth" ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 4.0; բնօրինակը կարող եք ներբեռնել հետևյալ հղումով՝ http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@10.12.
"Age-sex structure of populations - Advanced" by Douglas Wilkin and Barbara Akre, CK-12 Foundation, CC BY-NC 3.0

Օգտագործված գրականություն

R. E. Ricklefs, "The estimation of survival schedules in natural populations employs several sampling techniques," in Ecology, 299, 3rd ed., New York, NY: W. H. Freeman, 1990.
E. S. Deevey, "Life tables for natural populations of animals," The Quarterly Review of Biology, 22(4), 1947, 283-314.
"List of countries by population growth rate," Wikipedia, January 30, 2016, accessed May 30, 2016, https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_population_growth_rate.

Հավելյալ հղումներ

Boeken, B. "The Measurement of Population Dynamics." Population Ecology. 2005. http://www.bgu.ac.il/desert_agriculture/Popecology/PEtexts/PE-B.htm.

Deevey, Edward S. "Life Tables for Natural Populations of Animals." The Quarterly Review of Biology 22, no. 4 (1947): 283-314. doi:10.1086/395888.

"List of countries by population growth rate." Wikipedia. January 30, 2016. Accessed May 30, 2016. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_population_growth_rate.

McDonald, D. B. "Patterns of survival and mortality." Population ecology. 2013. http://www.uwyo.edu/dbmcd/popecol/feblects/lect09.html.

Purves, W. K., D. Sadava, G. H. Orians, and H. C. Heller. "Life tables summarize patterns of births and deaths." In Life: The science of biology, 1038-1040. 7th ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc, 2003.

Raven, Peter H., George B. Johnson, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, and Susan R. Singer. "Population demography and dynamics." In Biology, 1168-1171. 10th ed., AP ed. New York: McGraw-Hill, 2014.

Ricklefs, R. E. "Life tables summarize the survival and fecundity of individuals within populations." In Ecology, 295-297. 3rd ed. New York, NY: W. H. Freeman, 1990.

Ricklefs, R. E. "The estimation of survival schedules in natural populations employs several sampling techniques." In Ecology, 297-300. 3rd ed. New York, NY: W. H. Freeman, 1990.

Starr, C. and R. Taggart.Life history patterns. In Biology: The unity and diversity of life , 808-809. 11th ed. Belmont, CA: Thomson, 2006.

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել

Դասակարգել ըստ

Առայժմ հրապարակումներ չկան։

Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: