Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh Các đặc trưng quần thể (Phần 2) CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ (PHẦN 2) (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: NGUYỄN QUANG ANH IV Mật độ cá thể quần thể Khái niệm Mật độ quần thể số lượng, khối lượng, lượng quần thể tính đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể sinh sống Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà người ta sử dụng đơn vị đo lường mật độ khác Ví dụ: Mật độ thông: 1000 cây/ ha, sâu rau: con/ 1m2 Mật độ đặc trưng quần thể vì: + Nó ảnh hưởng đến mức độ sử dụng nguồn sống quần thể + Ảnh hưởng đến mức độ sinh sản tử vong quần thể Mật độ tín hiệu sinh học, thông tin cho quần thể trạng thái số lượng nhiều hay để tự điều chỉnh Khi mật độ cao, không gian sống trở nên chật hẹp, mức ô nhiễm tăng; nguồn thức ăn, nước uống suy giảm, cạnh tranh nội loài tăng Những tượng dẫn đến giảm mức sinh sản, mức tử vong tăng, kích thước quần thể tự điều chỉnh theo hướng thu hẹp, phù hợp với sức chịu đựng môi trường Nếu mật độ quần thể lại thấp, nguồn thức ăn dồi dào, cạnh tranh cá thể giảm sức sinh sản tăng, tử vong giảm số lượng cá thể quần thể tăng lên Như loài, quần thể loài điều kiện sống cụ thể có mật độ xác định - số đóng vai trò quan trọng chế điều chỉnh số lượng quần thể Để xác định mật độ quần thể, người ta xây dựng nên nhiều phương pháp, phù hợp với đối tượng nghiên cứu khác - Đối với vi sinh vật, phương pháp xác định mật độ đếm khuẩn lạc môi trường nuôi cấy từ thể tích xác định dung dịch chứa chúng - Đối với thực vật động vật (phytoplankton zooplankton), mật độ xác định cách đếm cá thể thể tích nước xác định phòng đếm đặc biệt kính lúp, kính hiển vi - Đối với thực vật, động vật đáy (loài di động) mật độ xác định ô tiêu chuẩn Những ô tiêu chuẩn phân bố điểm tuyến (hoặc lát cắt) chìa khoá vùng nghiên cứu - Đối với cá sống thuỷ vực, thuỷ vực nội địa, người ta sử dụng phương pháp đánh dấu, thả ra, bắt lại sử dụng công thức sau để từ suy mật độ: N = (Petersen, 1896) N = (Seber, 1982) Trong đó: N: Số lượng cá thể quần thể M: Số cá thể đánh dấu lần thu mẫu C: Số cá thể bắt lần lấy mẫu thứ R: Số cá thể có đánh dấu xuất lần thu mẫu thứ Đối với nhóm động vật lớn (như loài chim, thú) việc quan sát trực tiếp (nếu có thể) sử dụng phương pháp gián tiếp đếm số tổ chim (những chim định cư, biết làm tổ), dấu chân (của thú) đường kiếm ăn, số bị mắc bẫy ngày đêm Để có số liệu đáng tin cậy quan sát, nghiên cứu cần tiến hành liên tục theo chu kỳ xác định Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh Các đặc trưng quần thể (Phần 2) lập lập lại nhiều lần phối hợp nhiều phương pháp đối tượng ứng dụng phương tiện kỹ thuật đại (ghi âm, ghi hình, đeo phương tiện phát tín hiệu ) V Kích thước quần thể Khái niệm Kích thước quần thể số lượng (số cá thể) hay khối lượng (g, kg, tạ ) hay lượng (kcal hay calo) tuyệt đối quần thể, phù hợp với nguồn sống không gian mà quần thể chiếm Kích thước tối đa kích thước tối thiểu Kích thước tối thiểu: số lượng cá thể mà quần thể phải có, đảm bảo cho quần thể có khả trì nòi giống Kích thước tối đa: số lượng cá thể nhiều mà quần thể đạt được, cân với sức chứa môi trường Kích thước quần thể dao động từ mức tối thiểu đến mức tối đa Những quần thể phân bố không gian rộng, nguồn sống dồi có số lượng đông so với quần thể có vùng phân bố hẹp nguồn sống bị hạn chế Trong điều kiện nguồn sống bị giới hạn, loài có kích thước cá thể nhỏ thường tồn quần thể đông, sinh khối (khối lượng sinh vật hay sinh vật lượng) lại thấp, ví dụ: vi khuẩn, vi tảo , ngược lại loài có kích thước cá thể lớn lại có kích thước quần thể nhỏ sinh khối lại cao, ví dụ thân mềm, cá, chim, loài gỗ Nguồn dinh dưỡng nhân tố kiểm soát số lượng quần thể kích thước cá thể Kích thước quần thể không gian thời gian diễn tả theo công thức tổng quát sau: Nt = N0 + B - D + I - E Trong đó: Nt : Số lượng cá thể quần thể thời điểm t N0 : Số lượng cá thể quần thể ban đầu, t = B: Số cá thể quần thể sinh khoãng thời gian từ t0 đến t D: Số cá thể quần thể bị chết khoãng thời gian từ t0 đến t I: Số cá thể nhập cư vào quần thể khoãng thời gian từ t0 đến t E: Số cá thể di cư khỏi quần thể khoãng thời gian từ t0 đến t Ở số quần thể sinh vật cố định thực vật bậc cao, trình khảo sát kích thước quần thể người ta thường bỏ qua hai thông số nhập cư xuất cư Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể quần thể Khi mật độ quần thể tăng vượt sức chịu đựng môi trường không cá thể kiếm đủ thức ăn Cạnh tranh cá thể xuất làm cho mức độ tử vong tăng, mức sinh sản giảm Do kích thước quần thể giảm, phù hợp với sức chứa môi trường Hiện tượng tự tỉa thưa kết cạnh tranh cá thể quân thể: Do mật độ dày, nhiều non không cạnh tranh ánh sáng muối khoáng nên bị chết dần, số lạu đủ trì mật độ vừa phải, cân với điều kiện môi trường sống Di cư yếu tố phụ thuộc mật độ Ở động vật, mật độ đông tạo thay đổi sinh lý tập tính Những biến đổi làm xuất di cư khỏi vùng để giảm mật độ chung quần thể Chẳng hạn, rệp vừng mùa xuân, điều kiện thuận lợi, quần thể có nhiều cánh, sinh sản theo kiểu đơn tính (Parthenogenese), điều kiện trở nên xấu cạnh tranh trở nên gay gắt lại xuất nhiều có cánh Chúng ưu cạnh tranh nhờ khả rời khỏi nơi chúng sinh Hoặc nhiều loài chuột (gồm Lemmus lemmus, L sibericus ) lập chương trình di cư để tìm đến nơi thuận lợi mật độ quần thể tăng xuất hiệu ứng phụ mật độ cao thay đổi ngưỡng nội tiết Một ví dụ điển hình di cư châu chấu Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Các đặc trưng quần thể (Phần 2) Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh (Locustra migratoria), mật độ đông chúng có biến đổi nhiều đặc tính sinh lý, sinh hoá tập tính, quần thể gồm hai dạng sống Một dạng cá thể "pha di cư" gồm cá thể thích sống theo đàn dễ bị kích động bay có mặt, mùi cá thể khác, chúng có cánh dài hơn, hàm lượng mỡ cao hơn, hàm lượng nước thấp màu tối so với cá thể thuộc "pha không di cư", thích sống đơn độc Khi mật độ thấp, cá thể "pha không di cư" chiếm ưu thế, mật độ cao, phận cánh dài, ưa sống đàn tăng lên Khi mật độ nhóm cánh dài tăng đủ mức pheromon cá thể quần thể đủ để kích thích tín hiệu khởi động cho di cư pha cánh dài - Ký sinh - vật chủ mối quan hệ vật - mồi, có tác dụng điều chỉnh số lượng quần thể mối quan hệ Sự tăng trưởng kích thước quần thể Sự tăng trưởng số lượng quần thể liên quan chặt chẻ với số bản: Mức sinh sản, mức tử vong phân bố nhóm tuổi quần thể Mỗi số có ý nghĩa giá trị riêng tăng trưởng quần thể Sự tăng trưởng, trước hết phụ thuộc vào tỷ lệ sinh sản (b) tỷ lệ tử vong (d) mối tương quan: r=b-d Kích thước quần thể tăng theo hai dạng: điều kiện môi trường lí tưởng (không bị giới hạn) điều kiện môi trường bị giới hạn Nội dung Tăng trưởng kích thước QT điều Tăng trưởng kích thước QT điều kiện môi trường không giới hạn kiện môi trường bị giới hạn Môi trường Không giới hạn Bị giới hạn Nhóm sinh vật Tảo, vi sinh vật… Chim, thú… Tuổi thọ ngắn, sức sinh trưởng cao Tuổi thọ dài, sức sinh trưởng thấp Tác động chủ yếu nhân tố vô sinh Tác động chủ yếu nhân tố hữu sinh Tăng trưởng theo “tiềm sinh học” Tăng trưởng theo giai đoạn Đặc điểm Đường cong tăng trưởng có sinh chữ J Đường cong tăng trưởng có sinh chữ S Biểu thức ∆N ∆N = (b − d ) N hay = rN ∆t ∆t ∆N K−N = rN ∆t K ∆N mức tăng trưởng K: số lượng tối đa quần thể đạt N: số lượng quần thể cân với sức chứa môi trường ∆t khoảng thời gian R: hệ số hay tốc độ sinh trưởng Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh Các đặc trưng quần thể (Phần 2) Nhận xét chung: Hai khuynh hướng tăng trưởng quần thể đối lập nhau, song lại thống trì trạng thái cân ổn định giới sinh vật Giáo viên : Nguyễn Quang Anh Nguồn : Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | -