דינמיקת אוכלוסיות
מה קובע כמה פרטים ממין מסוים חיים באזור מסוים?
גודל אוכלוסייה
הגורמים שמשפיעים על גודל אוכלוסייה
גורמים מגדילים
- ילודה - פרטים חדשים שנולדים
- שפע מזון - מספיק לכולם
- מעט טורפים - פחות סכנה
- תנאי אקלים נוחים
- הגירה פנימה - פרטים שמגיעים מאזורים אחרים
- מגוון גנטי גבוה - מאפשר הסתגלות
גורמים מקטינים
- תמותה - פרטים שמתים
- מחסור במזון - תחרות על משאבים
- עלייה בטורפים
- מחלות ומגיפות
- הגירה החוצה - פרטים שעוזבים
- שינויים סביבתיים קיצוניים
גורמים תלויי צפיפות ובלתי תלויים
סוגי גורמים מגבילים
תלויי צפיפות
ההשפעה גדלה ככל שהאוכלוסייה צפופה יותר.
תחרות על מזון ומחסה.
מחלות מתפשטות מהר יותר.
טריפה - יותר פרטים = יותר 'מטרות'.
לחץ נפשי ותוקפנות.
דוגמה: בעדר צפוף, מחלה מתפשטת מהר כי הפרטים קרובים זה לזה.
בלתי תלויים בצפיפות
ההשפעה לא תלויה בגודל האוכלוסייה.
אסונות טבע (שיטפון, שריפה).
תנאי מזג אוויר קיצוניים.
פעילות אנושית (הרס בתי גידול).
רעלים וזיהום.
דוגמה: שריפת יער הורגת את אותו אחוז פרטים, בלי קשר לגודל האוכלוסייה.
קיבולת נשיאה
מהי קיבולת נשיאה?
לכל סביבה יש גבול למספר הפרטים שהיא יכולה לתמוך בהם לאורך זמן.
קיבולת נשיאה (K) היא המספר המרבי של פרטים מאוכלוסייה מסוימת שהסביבה יכולה לפרנס לאורך זמן.
מה קורה בפועל?
- כשהאוכלוסייה קטנה מ-K: יש מספיק משאבים, האוכלוסייה גדלה מהר.
- כשהאוכלוסייה מתקרבת ל-K: תחרות גוברת, קצב הגדילה מאט.
- כשהאוכלוסייה עוברת את K: משאבים נגמרים, מחלות, ומספר הפרטים יורד.
- האוכלוסייה מתנדנדת סביב קיבולת הנשיאה.
קיבולת הנשיאה תלויה בכמות המזון, המים, המחסה ומשאבים אחרים. שינוי בתנאים (למשל בצורת) יכול להוריד את K.
עקומות גדילה
ישנן שתי עקומות גדילה עיקריות:
דפוסי גדילה
גדילה אקספוננציאלית (J)
גדילה ללא הגבלה.
קצב הגדילה הולך ומהר.
הגרף דומה לאות J.
קורה כאשר: אוכלוסייה חדשה בסביבה עשירה במשאבים.
לא נמשכת לאורך זמן - בסוף המשאבים נגמרים.
דוגמה: חיידקים במעבדה עם מזון בלתי מוגבל
גדילה לוגיסטית (S)
גדילה עם הגבלה.
בהתחלה מהירה, אחר כך מאטה.
הגרף דומה לאות S.
האוכלוסייה מתייצבת סביב קיבולת הנשיאה.
זהו הדפוס הנפוץ בטבע.
דוגמה: אוכלוסיית צבאים ביער - גדלה עד שמגיעה לגבול המשאבים
בטבע, גדילה אקספוננציאלית היא תמיד זמנית. בסוף, גורמים מגבילים (מזון, מחלות, טורפים) עוצרים אותה.
שאלה לחשיבה
מה יקרה לאוכלוסיית הצבאים אם הזאבים (הטורפים) ייעלמו?
בהתחלה, אוכלוסיית הצבאים תגדל מהר (פחות טורפים = פחות תמותה). אבל אחרי זמן, הצבאים הרבים יאכלו את כל הצמחייה, ייגרם מחסור חמור במזון, מחלות יתפשטו באוכלוסייה הצפופה, והאוכלוסייה תקרוס. הטורפים למעשה שומרים על איזון - הם מונעים צריכת יתר של המשאבים.
אוכלוסיית האדם
אוכלוסיית האדם גדלה באופן דרמטי בעיקר מאז המהפכה התעשייתית:
גדילת אוכלוסיית האדם
| שנה | אוכלוסייה (מיליארד) | זמן להכפלה |
|---|---|---|
| 1800 | 1 | אלפי שנים |
| 1927 | 2 | 127 שנים |
| 1960 | 3 | 33 שנים |
| 1974 | 4 | 14 שנים |
| 1987 | 5 | 13 שנים |
| 1999 | 6 | 12 שנים |
| 2022 | 8 | - |
| 2050 (תחזית) | ~9.7 | - |
* הגדילה האצה בגלל: רפואה מודרנית, היגיינה, חקלאות מתקדמת, חיסונים.
הגורמים שהובילו לגדילה המהירה של אוכלוסיית האדם:
מדוע אוכלוסיית האדם גדלה כל כך מהר?
ירידה בתמותה
רפואה מודרנית, חיסונים, אנטיביוטיקה, ניתוחים. תמותת תינוקות ירדה דרמטית.
חקלאות מתקדמת
מכונות, דשנים, זנים משופרים. המהפכה הירוקה הגדילה יבולים בעשרות אחוזים.
היגיינה ותברואה
מים נקיים, ביוב, ניקיון. הפחתת מגיפות ומחלות זיהומיות.
תעשייה ואנרגיה
יכולת לייצר מוצרים בכמויות גדולות, חימום, קירור, תחבורה.
האם יש קיבולת נשיאה לאדם?
שאלה מרכזית: האם כדור הארץ יכול לפרנס את האוכלוסייה הגדלה? התשובה תלויה באורח החיים. אם כולם יחיו כמו אזרח אמריקאי ממוצע, כדור הארץ יפרנס הרבה פחות אנשים מאשר אם כולם יחיו באורח חיים חסכוני. לכן, השאלה אינה רק 'כמה אנשים' אלא גם 'כמה כל אחד צורך'.
גורמים המשפיעים על גודל אוכלוסיית האדם
שיעור ילודה
מושפע מ:
- רמת חיים - מדינות עשירות: ילודה נמוכה
- חינוך - נשים משכילות: פחות ילדים
- תרבות ודת
- נגישות לאמצעי מניעה
- גיל נישואים
שיעור תמותה
מושפע מ:
- רמת שירותי בריאות
- תזונה - מחסור גורם לתמותה
- מלחמות ואסונות
- מחלות ומגיפות
- זיהום סביבתי
שאלה לחשיבה
מדוע במדינות מפותחות שיעור הילודה נמוך יותר מאשר במדינות מתפתחות?
במדינות מפותחות: רמת חינוך גבוהה (במיוחד לנשים), נגישות לאמצעי מניעה, עלויות גידול ילדים גבוהות, נשים עובדות מחוץ לבית, ופחות צורך בילדים כ'ביטוח' לזקנה (יש פנסיה). במדינות מתפתחות: ילדים עוזרים בעבודה, תמותת ילדים גבוהה יותר (לכן ילודה גבוהה), פחות נגישות לחינוך ולאמצעי מניעה.
אחד המחקרים המפורסמים ביותר באקולוגיה עוקב אחרי אוכלוסיות הזאבים והאיילים בפארק Isle Royale במישיגן, ארה"ב (מאז 1958).
הנתונים מראים דפוס מחזורי מרתק:
1. כשיש הרבה איילים, אוכלוסיית הזאבים גדלה (הרבה מזון).
2. הזאבים הרבים מפחיתים את אוכלוסיית האיילים.
3. פחות איילים = פחות מזון לזאבים, ואוכלוסיית הזאבים יורדת.
4. פחות זאבים = האיילים מתאוששים, והמעגל חוזר.
שתי האוכלוסיות 'רוקדות' יחד במחזורים - עם פיגור של כמה שנים. זהו דוגמה קלאסית לויסות הדדי של טורף ונטרף.