CHUYÊN ĐỀ QUẦN THỂ
A. LÝ THUYẾT CƠ BẢN
1. Khái niệm quần thể:
- Các cá thể của loài không thể sống đơn độc mà thường tập hợp với nhau để khai thác tối ưu nguồn sống, chống lại mọi bất chắc của môi trường và nhất là có quan hệ với nhau để thực hiện sự sinh sản, duy trì nòi giống. Đó là quần thể sinh vật Þ Vậy quần thể là......
- Quần thể được xem là trường thông tin di truyền và là dạng tồn tại của loài. Những loài có vùng phân bố rộng thường hình thành nhiều quần thể. Đó là những loài đa hình. Những quần thể này có thể trao đổi các cá thể của mình với nhau thông qua con đường nhập cư và xuất cư.
trong tự nhiên có những loài được gọi là đơn hình, tức là loài chỉ hình thành một quần thể, phân bố hẹp trong điều kiện môi trường rất ổn định. loài đơn hình dễ lâm vào hoàn cảnh bị suy thoái hoặc đến mức bị diệt vong khi môi trường biến động.
2. Các mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể.
a. Mối quan hệ hỗ trợ:
- Mối quan hệ hỗ trợ gồm các dạng sống tụ họp giữa bố mẹ và con cái hoặc....
- Tập hợp những cá thể trong những hoàn cảnh khác nhau còn tạo nên “hiệu suất nhóm”, giảm sự tiêu hao năng lượng hoặc chống lại kẻ thù và những rủi môi trường một cách có hiệu quả.
b. Những mối quan hệ đối nghịch
- Cạnh tranh cùng loài: +Các cá thể cùng loài cũng cạnh tranh với nhau do Khi mật độ quá cao; nguồn thức ăn suy kiệt; các cá thể đực cái giành giật con cái hay những con cái giành nhau nơi làm tổ trong mùa sinh sản; canh tranh giữa các con đực để giành vị trí đầu dàn trong cuộc sống bầy đàn.
+ Do cạnh tranh về nguồn sống; số lượng cá thể của quần thể giảm, duy trì mật độ vừa phải, phù hợp với điều kiện môi trường. Đó là hiện tượng “tỉa thưa” ở thực vật hay “tỉa đàn” ở động vật.
- Hiện tượng kí sinh cùng loài: Trong điều kiện nguồn thức ăn bị giới hạn, quần thể có kích thước lớn buộc các cá thể đực phải sống kí sinh vào con cái. Trường hợp này hiếm gặp chỉ thấy ở một số loài cá sống trong vùng nước sâu đại dương.
- Ăn thịt đồng loại: Đây là hiện tượng không phổ biến [VD ở các vược Châu Âu]. Song do hoàn cảnh nào đó nguồn thức ăn bị suy kiệt, cá bố mẹ bắt con làm thức ăn. khi điều kiện dương dưỡng được cải thiện, cá sớm khôi phục lại kích thước quần thể của mình.
KL: Tất cả các trường hợp cạnh tranh, kí sinh cùng loài, ăn thịt đồng loại là những trường hợp đặc biệt, ít gặp, song không dẫn đến sự tiêu diệt loài mà ngược lại, duy trì sự tồn tại của loài và làm cho loài phát triển hưng thịnh.
3. Những đặc trưng cơ bản của quần thể:
a. Sự phân bố của các cá thể trong không gian.
có thể hình thành 3 kiểu: Phân bố đồng đều, phân bố ngẫu nhiên, phân bố theo nhóm.
- Phân bố đồng đều: Ít gặp trong tự nhiên, khi điều kiện môi trường đồng nhất, và cá thể có tính lãnh thổ cao.
- Phân bố theo nhóm: Là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên, trong điều kiện môi trường không đồng nhất, các cá thể có xu hướng sống tập trung, như con cái sống chung với bố mẹ..
- Phân bố ngẫu nhiên: cũng không phổ biến, trong môi trường không đồng nhất, các cá thể không có tính lãnh thổ và không có xu hướng sống tập trung.
* Để xác định kiểu phân bố, người ta sử dụng phương pháp thống kê. Giá trị V/m cho ta biệt kiều phân bố theo dạng nào.
+ Khi V/m > 1 thì các cá thể phân bố thao nhóm.
+ V/m < 1 thì các cá thể phân bố đồng đều.
+ Khi V/m = 1 thì chúng phân bố ngẫu nhiên.
Ở đây: V là sai số chuẩn với V = ......
m là số lượng cá thể trung bình; n tổng lượng mẫu.
- Sự phân bố các cá thê trong loài phụ thuộc vào điều kiện môi trường và đặc điểm sinh thái học của loài, song đều hướng tới khai thác tốt nhất nguồn sống cho sự tồn tại và phát triển của quần thể.
b. Cấu trúc giới tính và cấu trúc sinh sản:
- Trong quần thể; tỷ lệ đực cái xấp xỉ bằng 1:1. Tuy nhiên, ở những loài sinh sản đơn tính, tỉ lệ con đực thường thấp hơn so với con cái, thậm trí bằng 0, con cái vẫn để trứng và trứng vẫn phát triển cho ra thế hệ đơn tính, toàn cá thể cái.
- Cấu trúc sinh sản là tỷ lệ đực - cái trong đàn sinh sản.Tỷ lệ này biến động theo đặc tính loài và đặc tính sinh sản, cũng như điều kiện sinh sản.Theo đó, một số loài có hiện tượng ghép đôi [nhiều loài chim, cá lóc, cá chọi..], trong khi một số loài có hiện tượng đa thê hay đa phu[ cá gai, cá hồi Viễn Đông..].Các hình thức trên đảm bảo hiệu quả cao nhất cho trứng được thụ tinh.
c. Cấu trúc tuổi của quần thể:
-Có 3 khái niệm về tuối thọ:
+ Tuổi thọ sinh lý: ....
+ Tuổi thọ sinh thái:....
+ Tuổi thọ quần thể:......
-Theo đời sống, tuổi quần thể được chia thành 3 nhóm tuổi sinh thái: Tuổi trước sinh sản, tuổi sinh sản, tuổi sau sinh sản.
- Khi xếp chồng các nhóm tuổi, từ non đến già hay từ nhóm tuổi trước sinh sản đến sau sinh sản, ta có tháp tuổi của quần thể hay tháp dân số.
- Dạng tháp tuổi của quần thể phản ánh trạng thái phát triển số lượng cá thể của quần thể.
+ Tháp có đáy rộng nhất đặc trưng cho các quần thể trẻ, đang phát triển.
+Tháp có nhóm tuổi trước sinh sản và sinh sản sấp xỉ bằng nhau là tháp đặc trưng cho các quần thể ổn định.
+ Tháp có nhóm tuổi trước sinh sản nhỏ hơn sinh sản là dạng tháp đặc trưng cho các quần thể già hay đang suy thoái.
* Một số loài không có nhóm tuổi sau sinh sản do những cá thể của nhóm này bị chết ngay sau khi sinh sản[VD: cá chình, cá hồi Viễn Đông]
* Khoảng thời gian giữa 3 nhóm tuổi ở các loài cũng khác nhau: Đa số côn trùng, tuổi trước sinh sản rất dài, nhưng tuổi sinh sản, sau sinh sản lại rất ngắn [chuồn chuồn, ve sầu.. tuổi trước sinh sản kéo dài 1-2 năm hoặc nhiều hơn, còn tuổi sinh sản và sau sinh sản chỉ kéo dài 3-4 tuần.
d. Kích thước quần thể:
- Số lượng cá thể hay kích thước quần thể được mô tả khái quát theo biểu thức:
Nt = N0 + B -D +I -E
Trong đó Nt, N0 là kích thước quần thể ở thời điểm t và t0 , B.., D.., I.., E..
Bốn yếu tố trên chi phối đến kích thước quần thể, nhưng B và D là 2 yếu tố cơ bản nhất, mang đặc tính vốn có của quần thể.
+ Mức sinh sản của quần thể là số lượng con non được quần thể sinh ra trong một khoảng thời gian xác định, còn mức tử vong là số lượng cá thể của quần thể chết sau một khoảng thời gian xác định.
+ Mức sống sót[Ss] của quần thể ngược với mức tử vong, tức là số cá thể còn sống đến một thời điểm nhất định. Ss = 1 - D. Ở đây Kích thước quần thể được xem là một đơn vị; D mức tử vong [D