Bài 39: Biến động số lượng cá thể của quần thể sinh vật
I. Biến động số lượng cá thể
- Khái niệm: Biến động về số lượng là sự tăng hay giảm số lượng cá thể của quần thể. Thông thường khi đạt đến kích thước tối đa, cân bằng với sức chứa của môi trường [ sinh sản cần bằng với tử vong ] thì số lượng cá thể của quần thể thường dao động quanh giá trị cân bằng.
Ví dụ:
- Số lượng thỏ, mèo rừng tăng giảm theo chu kì 9 – 10 năm
- Số lượng dương xĩ giảm mạnh do cháy rừng
- Số lượng muỗi tăng vào mùa hè.
II. Các dạng biến động số lượng
1. Biến động không theo chu kì
- Biến động số lượng cá thể của quần thể không theo chu kì là biến động mà số lượng cá thể của quần thể tăng hoặc giảm một cách đột ngột do những thay đổi bất thường của môi trường tự nhiên hay do hoạt động khai thác tài nguyên quá mức của con người
- Những nguyên nhân ngẫu nhiên do không kiểm soát được thường gây nguy hại cho đời sống của các loài, nhất là những loài có vùng phân bố hẹp và kích thước quần thể nhỏ.
2. Biến động theo chu kì.
- Biến động số lượng cá thể của quần thể theo chu kì là biến động xảy ra do những thay đổi có tính chu kì của môi trường như chu kì ngày, đêm, chu kì mùa hay chu kì thủy triều,…
a. Chu kì ngày đêm
- Đây là hiện tượng phổ biến của các loài sinh vật có kích thước nhỏ và tuổi thọ thấp.
Ví dụ: Số lượng cá thể của các loài thực vật nổi tăng vào ban ngày, giảm vào ban đêm. Ngược lại, số lượng cá thể của các loài động vật nổi lại tăng vào ban đêm, giảm vào ban ngày do chúng sinh sản tập trung vào ban đêm
b. Chu kì tuần trăng và hoạt động của thủy triều.
Ví dụ: Rươi sống ở nước lợ ven biển Bắc Bộ rộ nhất vào các ngày thuộc pha trăng khuyết, sau rằm tháng 9 và pha trăng non đầu tháng 10 âm lịch, làm cho kích thước quần thể tăng vọt vào các thời điểm đó.
c. Chu kì mùa
- Trong năm, xuân hè là thời gian thuận lợi cho sinh sản và phát triển cuả các loài động thực vật, nhất là những là những loài ở vùng ôn đới; còn mùa đông do điều kiện sống khó khăn [ nhiệt độ thấp, nguồn thức ăn khan hiếm ], mức tử vong cao.- Do đó, kích thước quần thể biến đổi một cách tương ứng, tạo nên sự biến dạng theo mùa.
Ví dụ: Trong mùa đông và mùa hè có sự tăng giảm của các loài thực vật, nhiều loại côn trùng, ếch nhái, cá, chim…
d. Chu kì nhiều năm - Sự biến động số lượng theo chu kì nhiều năm, thậm chí, sự biến động đó xảy ra 1 cách tuần hoàn được thấy ở nhiều loài chim, thú sống ở phương bắc.
Ví dụ: sự biến động của Thỏ rừng và Mèo rừng Bắc Mỹ với chu kì 9 – 10 năm.
- Chu kì biến động số lượng của đàn cá cơm ở biển Pêru là 10 – 12 năm, liên quan với hoạt động của hiện tượng El-Nino. Số lượng của loài chim biển cũng biến động theo phù hợp với thức ăn của chúng là loài cá cơm.
III. Nguyên nhân gây biến động và sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể
1. Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể của quần thể
2. Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể
- Là xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể bằng cách làm giảm hoặc tăng số lượng cá thể của quần thể.
- Quần thể luôn có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể bằng cách làm giảm hoặc kích thích làm tăng số lượng cá thể.
- Sự biến động số lượng cá thể của quần thể được điều chỉnh bởi sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư, nhập cư.
+ Khi điều kiện môi trường thuận lợi [hoặc số lượng cá thể quần thể thấp] ® mức tử vong giảm, sức sinh sản tăng, nhập cư tăng ® tăng số lượng cá thể của quần thể.
+ Khi điều kiện môi trường khó khăn [hoặc số lượng quần thể quá cao] ® mức tử vong tăng, sức sinh sản giảm, xuất cư tăng ® giảm số lượng cá thể của quần thể.
3. Trạng thái cân bằng của quần thể.
- Quần thể có khả năng tự điều chỉnh số lượng cá thể khi số lượng cá thể của quần thể giảm xuống quá thấp hoặc tăng lên quá cao, dẫn tới trạng thái cân bằng quần thể do có số lượng các cá thể ổn định và cân bằng với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.
* Cơ chế: Điều hoà mật độ cá thể của quần thểKhi mật độ cá thể giảm xuống quá mức hoặc tăng lên quá cao, các nhân tố sinh thái của môi trường có thể tác động làm giảm số cá thể của quần thể hoặc tác động làm tăng số cá thể của Quần thể. Điều này liên quan tới mối tương quan mức sinh sản, tử vong, phát tán cá thể.* Trong quần thể, mức sinh sản [b], mức độ tử vong [d], xuất cư [e] và nhập cư [i]: có quan hệ với nhaub + i = d + e
VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể, nhằm giúp các em học tốt chương trình Sinh học 12.
Nội dung bài viết Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể: Biến động số lượng là sự phản ứng tổng hợp của quần thể trước những thay đổi của các nhân tố môi trường để quần thể duy trì trạng thái của mình phù hợp với hoàn cảnh mới. Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể được thực hiện dựa trên sự thay đổi mối quan hệ chủ yếu giữa mức sinh sản – tử vong, thông qua các hình thức dưới đây. 1. Cạnh tranh là nhân tố điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể Khi mật độ quần thể tăng vượt quá sức chịu đựng của môi trường thì không một cá thể nào có thể kiếm đủ thức ăn. Cạnh tranh giữa các cá thể xuất hiện làm cho mức tử vong tăng, còn mức sinh sản lại giảm. Do đó, kích thước quần thể giảm, phù hợp với sức chứa của môi trường. Hiện tượng “tự tỉa thưa” là kết quả cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể. Ví dụ, khi nhiệt độ và độ ẩm thích hợp, bìa rừng thông trên Tây Nguyên xuất hiện rất nhiều thông “ma”. Do mật độ quá dày, nhiều cây non không cạnh tranh nổi ánh sáng và muối khoáng bị chết dần, số còn lại đủ duy trì mật độ vừa phải, cân bằng với điều kiện môi trường chúng sống. Trong tự nhiên, “tự tỉa thưa” gặp phổ biến đối với cả thực vật và động vật. 2. Di cư là nhân tố điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể Ở động vật, mật độ đông tạo ra những thay đổi đáng kể về các đặc điểm hình thái, sinh lí và tập tính sinh thái của các cá thể. Những biến đổi đó có thể gây ra sự di cư của cả đàn hay một bộ phận của đàn, làm cho kích thước của quần thể giảm. Chẳng hạn, châu chấu [Laclustra migratoria] do biến dị cá thể, trong quần thể có những cá thể cánh dài và những cá thể cánh ngắn ; khi kích thước quần thể vượt ngưỡng tối ưu, chỉ cần sự kích động của một cá thể trong đàn cũng đủ làm cho nhóm cánh dài di cư khỏi quần thể. Chuột thảo nguyên [Lemmus lemmus, L. sibericus] tiến hành di cư cả đàn khi mật độ quá đông.
3. Vật ăn thịt, vật kí sinh và dịch bệnh là những nhân tố điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể Vật ăn thịt, vật kí sinh và dịch bệnh tác động lên con mồi, vật chủ và con bệnh phụ thuộc mật độ, nghĩa là tác động của chúng tăng lên khi mật độ quần thể cao, còn tác động của chúng giảm khi mật độ quần thể thấp. Trong quan hệ kí sinh – vật chủ, vật kí sinh hầu như không giết chết vật chủ mà chỉ làm cho nó suy yếu, do đó, dễ bị vật ăn thịt tấn công. Đó cũng là cách để vật kí sinh đa vật chủ làm phương tiện xâm nhập sang một vật chủ khác. Vật ăn thịt là nhân tố quan trọng khống chế kích thước quần thể con mồi, ngược lại, con mồi cũng là nhân tố quan trọng điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể vật ăn thịt. Mối quan hệ 2 chiều này tạo nên trạng thái cân bằng sinh học trong thiên nhiên. Trong quan hệ con mồi – vật ăn thịt, nhiều trường hợp, khi số lượng con mồi quá đông, hiệu quả tấn công của vật ăn thịt giảm. Chính vì vậy, cách tụ họp của con mồi là một trong các biện pháp bảo vệ có hiệu quả trước sự tấn công của động vật ăn thịt, trong khi, nhiều động vật ăn thịt lại hợp thành bầy để săn bắt con mồi có hiệu quả cao hơn.
Khái niệm, các kiểu biến động số lượng cá thể của quần thể, nguyên nhân gây biến động, ý nghĩa nghiên cứu biến động, xu hướng điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể.
Biến động số lượng cá thể của quần thể là sự tăng, giảm số lượng cá thể của quần thể quanh giá trị cân bằng tương ứng với sức chứa của môi trường [sinh sản cân bằng với tử vong].
Có 2 kiểu biến động số lượng: biến động không theo chu kỳ và biến động theo chu kỳ.
- Biến động không theo chu kỳ xảy ra do các yếu tố ngẫu nhiên, không kiểm soát được như thiên tai, dịch bệnh.
- Biến động theo chu kỳ xảy ra do các yếu tố biến đổi có chu kỳ như chu kỳ ngày đêm, chu kỳ tuần trăng và hoạt động của thủy triều, chu kì mùa, chu kỳ nhiều năm.
Hai nhóm nhân tố sinh thái gây nên biến động số lượng cá thể của quần thể là các nhân tố vô sinh và các nhân tố hữu sinh.
+ Các nhân tố vô sinh tác động trực tiếp và một chiều lên sinh vật mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể. Sống trong điều kiện tự nhiên không thuận lợi, mức sinh sản của cá thể giảm, khả năng thụ tinh kém, sức sống của con non thấp, ...
+ Các nhân tố hữu sinh như sự cạnh tranh giữa các cá thể trong cùng đàn, số lượng kẻ thù ăn thịt, mức sinh sản và mức độ tử vong, sự phát tán của các cá thể trong quần thể ... là các yếu tố bị chi phối bởi mật độ cá thể của quần thể. Ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tìm kiếm thức ăn, nơi ở, nơi đẻ trứng, khả năng sinh sản và nở trứng, khả năng sống sót của con non,...
Ý nghĩa những nghiên cứu về biến động số lượng cá thể: giúp xác định đúng lịch thời vụ, để vật nuôi, cây trồng sinh trưởng trong điều kiện thích hợp nhất trong năm, nhằm đạt được năng suất cao: chủ động trong việc hạn chế sự phát triển quá mức của các loài sinh vật gây hại, gây mất cân bằng sinh thái: chủ động nhân giống chọn lọc tạo ra giống mới thích nghi với môi trường.
Quần thể điều chỉnh số lượng cá thể bằng các cơ chế: Cạnh tranh, Di cư, Vật ăn thịt, vật kí sinh, dịch bệnh.
Trong tự nhiên, quần thể có xu hướng điều chỉnh mật độ cá thể của quần thể ở mức cân bằng.
Sơ đồ tư duy Biến động số lượng cá thể của quần thể sinh vật:
Loigiaihay.com
Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Sinh lớp 12 - Xem ngay