Thứ Tư, ngày 03 tháng 2 năm 2016

Bài 37. Các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật

Mỗi quần thể sinh vật có đặc trưng cơ bản riêng, là những dấu hiệu phân biệt giữa quần thể này và quần thể khác. Đó là các đặc trưng về tỉ lệ giới tính, nhóm tuổi, sự phân bố cá thể, mật độ cá thể, kích thước quần thể ….
I.      TỈ LỆ GIỚI TÍNH:
-   Tỉ lệ giới tính là tỉ số giữa số lượng cá thể đực / số lượng cá thể cái trong quần thể. Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1. Tuy nhiên trong quá trình sống tỉ lệ này có thể thay đổi tuỳ từng loài, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa sinh sản, sinh lí và tập tính của sinh vật.
II.              NHÓM TUỔI:
-   Người ta chia cấu trúc tuổi thành:
§      Tuổi sinh lí: khoảng thời gian sống có thể đạt đến của cá thể.
§      Tuổi sinh thái: thời gian sống thực tế của cá thể
§      Tuổi quần thể:tuổi bình quân của các cá thể trong quần thể.
-   Thành phần nhóm tuổi của quần thể thay đổi tuỳ từng loài và điều kiện sống của môi trường. Khi nguồn sống suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hay xảy ra dịch bệnh … thì các cá thể già và non chết nhiều hơn các cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình.
-   Các nghiên cứu về nhóm tuổi giúp chúng ta bảo vệ và khai thác tài nguyên sinh vật có hiệu quả hơn. Ví dụ:  khi đánh cá, nếu các mẻ lưới đều thu được số lượng cá lớn chiếm ưu thế è nghề đánh cá chưa khai thác hết  tiềm năng; nếu chỉ thu được cá nhỏ è nghề cá đã khai thác quá mức.
III.  SỰ PHÂN BỐ CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
Gồm 3 kiểu phân bố:
1.      Phân bố theo nhóm:
-   Là kiểu phân bố phổ biến nhất, các quần thể tập trung theo nhóm ở những nơi có điều kiện sống tốt nhất. Kiểu phân bố này có ở những động vật sống bầy đàn, các cá thể này hỗ trợ lẫn nhau chống lại điều kiện bất lợi của môi trường (di cư, trú đông, chống kẻ thù …)
2.      Phân bố đồng đều:
-   Thường gặp khi điều kiện sống phân bố đồng đều và có sự cạnh tranh gay gắt giữa các cá thể trong quần thể. Kiểu phân bố này làm giảm sự cạnh tranh gay gắt.
3.      Phân bố ngẫu nhiên:
-   Là dạng trung gian của 2 dạng trên. Kiểu phân bố này giúp sinh vật tận dụng được nguồn sống tiềm tàng của môi trường.
IV.  MẬT ĐỘ CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ:
-   Là số lượng sinh vật sống trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể. Mật độ cá thể trong quần thể có ảnh hưởng đến mức độ sử dụng nguồn sống trong môi trường, đến khả năng sinh sản và tử vong của cá thể. Mật độ cá thể không cố định mà thay đổi theo mùa, năm hay tuỳ theo điều kiện sống.
Sự khác nhau về tỉ lệ giới tính của các quần thể sinh vật
Tỉ lệ giới tính
Các nhân tố ảnh hưởng đến tỉ lệ giới tính
Ngỗng và vịt có tỉ lệ giới tính là 40/60
Trước mùa sinh sản, nhiều loài thằn lằn, rắn có số lượng cá thể cái nhiều hơn cá thể đực. Sau mùa đẻ trứng, số lượng cá thể đực và cái gần bằng nhau.
Do tỉ lệ tử vong khác nhau giữa các cá thể đực và cái, cá thể cái trong mùa sinh sản chết nhiều hơn cá thể đực
Với loài kiến nâu (Formica rufa), nếu đẻ trứng ở nhiệt độ thấp hơn 20oC thì trứng nở ra toàn cá thể cái, nếu đẻ trứng ở nhiệt độ trên 20oC thì trứng nở ra hầu hết là cá thể đực.
Tỉ lệ giới tính thay đổi tùy theo điều kiện môi trường sống (nhiệt độ)
Gà, hươu, nai có số lượng cá thể cái nhiều hơn cá thể đực gấp 2 hoặc 3 lần, đôi khi tới 10 lần
Do đặc điểm sinh sản và tập tính đa thê ở động vật
Muỗi đực tập trung ở một nơi riêng với số lượng nhiều hơn muỗi cái
Do sự khác nhau về đặc điểm sinh lí và tập tính của con đực và con cái – muỗi đực không hút máu như muỗi cái. Muỗi đực tập trung ở một chỗ còn muỗi cái bay khắp nơi tìm động vật hút máu.
Ở cây thiên nam tinh (Arisaema japonica) thuộc họ Ráy, củ rễ loại lớn có nhiều chất dinh dưỡng khi nảy chồi sẽ cho ra cây có hoa cái, còn loại rễ nhỏ nảy chồi cho ra cây có hoa đực.
Tỉ lệ giới tính phụ thuộc vào lượng chất dinh dưỡng tích lũy trong cơ thể.
V.    KÍCH THƯỚC CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT
-   Là số lượng cá thể, khối lượng hoặc năng lượng tích luỹ trong các cá thể phân bố trong khoảng không gian của quần thể. Những loài có kích thước cơ thể nhỏ thường có kích thước quần thể lớn và ngược lại.
1.     Phân loại:
Kích thước quần thể dao động từ giá trị tối thiểu đến giá trị tối đa.
-   Kích thước tối thiểu: là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần có để duy trì và phát triển. Nếu kích thước quần thể xuống dưới mức tối thiểu thì quần thể dễ rơi vào trạng thái suy giảm và diệt vong
-   Nguyên nhân do số lượng cá thể quá ít à sự hỗ trợ giữa các cá thể giảm; khả năng sinh sản giảm; xảy ra giao phối cận huyết. )
-   Kích thước tối đa: là giới hạn cuối cùng về số lượng mà quần thể có thể đạt được. Nếu kích thước quá lớn xảy ra cạnh tranh gay gắt, ô nhiễm,bệnh tật tăng cao à một số cá thể sẽ di cư ra khỏi quần thể.
2.     Những nhân tố ảnh hưởng đến kích thước của quần thể sinh vật.
  1. Sức sinh sản của quần thể sinh vật.
-   Là khả năng sinh ra các cá thể mới của quần thể trong 1 đơn vị thời gian. Sức sinh sản phụ thuộc vào số lượng trứng hay con non của 1 lứa đẻ, số lứa đẻ của 1 cá thể cái, tỉ lệ đực cái trong quần thể. Khi thiếu thức ăn hay điều kiện sống không thuận lợi sẽ ảnh hưởng đến sức sinh sản của quần thể.
  1. Mức độ tử vong của quần thể sinh vật.
-   Là số lượng cá thể bị chết trong 1 khoảng thời gian. Mức độ tử vong phụ thuộc vào tuổi thọ trunh bình của sinh vật, điều kiện sống, lượng thức ăn, kẻ thù và sự khai thác của con người.
  1. Phát tán cá thể của quần thể sinh vật.
Là sự xuất cư và nhập cư của các cá thể.
 + Xuất cư: là hiện tượng 1 số cá thể rời bỏ quần thể của mình chuyển sang sống ở nơi khác. Xuất cư tăng cao khi nguồn sống cạn kiệt, điều kiện bất lợi.
 + Nhập cư: là hiện tượng 1 số cá thể ở ngoài quần thể chuyển sang sống trong quần thể. Nhập cư tăng cao khi điều kiện sống thuận lợi.
VI.  TĂNG TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT
1.     Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học:
-        Nếu nguồn sống của môi trường dồi dào và thỏa mãn nhu cầu của cơ thể đều thuận lợi thì quần thể tăng trưởng theo tiềm năng sinh học à đường cong tăng trưởng có dạng hình chữ J.
-        Có nhiều loài tăng trưởng gần mức tăng trưởng theo tiềm năng sinh học, đó là các loài có sức sinh sản lớn, số lượng sống sót cao khi điều kiện sống thuận lợi như: VK, nấm, tảo …
2.     Tăng trưởng theo thực tế của quần thể:
-        Trong thực tế, điều kiện ngoại cảnh không phải lúc nào cũng thuận lợi cho sự tăng trưởng của quần thể. Ngay cả trong điều kiện thuận lợi nhất thì xuất cư và tử vong luôn xảy ra à đường cong tăng trưởng thực tế có hình chữ S.
-        Một số loài có sức sinh sản ít, đòi hỏi điều kiện chăm sóc cao thì tăng trưởng theo thực tế như: hầu hết các loài động vật có kích thước lớn, tuổi thọ cao (voi, bò tót,cây gỗ trong rừng …)
VII.          TĂNG TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ NGƯỜI
  1. Trên thế giới:
-         Dân số thế giới tăng liên tục, đến 2017 có thể lên đến 8 tỉ người. Dân số thế giới đạt mức tăng trưởng cao là nhờ những thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội, chất lượng cuộc sống ngày một cải thiện, tuổi thọ được nâng cao.
  1. Ở Việt Nam:
 Năm 1945: 18 triệu người; 2004: 82 triệu người (tăng gấp 4,5 lần)
-        Việc tăng dân số quá nhanh và phân bố dân cư không hợp lí là nguyên nhân làm chất lượng môi trường giảm sút à ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống.
-        Dân số tăng cao đòi hỏi nhiều lương thực,thực phẩm, việc làm, bệnh viện, trường học …; tài nguyên bị khai thác quá mức, môi trường sống bị ô nhiễm …à phải thực hiện kế hoạch hóa gia đình: khuyến khích mỗi gia đình chỉ nên có từ 1 à 2 con để nuôi dạy cho tốt

CÂU HỎI THAM KHẢO:
Câu 1.    Quần thể được chia thành các nhóm tuổi khác nhau như thế nào? Nhóm tuổi của quần thể có thay đổi không và phụ thuộc vào những nhân tố nào?
-        Các cá thể trong quần thể được phân chia thành các nhóm tuổi: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản, nhóm tuổi sau sinh sản. Ngoài ra, người ta còn phân chia cấu trúc tuổi thành tuổi sinh lí, tuổi sinh thái và tuổi quần thể.
-        Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng, nhưng cấu trúc đó cũng luôn thay đổi phụ thuộc vào điều kiện sống của môi trường.
+      Khi nguồn sống từ môi trường suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hoặc dịch bệnh,… các cá thể non và già bị chết nhiều hơn cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình.
+      Trong điều kiện thuận lợi, nguồn thức ăn phong phú, các con non lớn lên nhanh chóng, sinh sản tăng, từ đó kích thước quần thể tăng lên.
-        Ngoài ra, nhóm tuổi của quần thể thay đổi còn có thể phụ thuộc vào một số yếu tố khác như mùa sinh sản, tập tính di cư,…
Câu 2.    Hãy nêu các kiểu phân bố của quần thể trong không gian, ý nghĩa sinh thái của các kiểu phân bố đó. Lấy ví dụ minh hoạ.
-        Các cá thể trong quần thể có thể phân bố theo nhóm, đồng đều hoặc ngẫu nhiên.
-        Ý nghĩa sinh thái của phân bố theo nhóm: thể hiện qua hiệu quả nhóm giữa các cá thể cùng loài trong việc hỗ trợ lẫn nhau.
Ví dụ: Các cá thể trong đàn chó rừng tuy nhỏ nhưng khi sống thành bầy đàn giúp chúng săn được bò rừng to hơn và chống lại các kẻ thù mạnh hơn chúng rất nhiều.
-        Ý nghĩa sinh thái của phân bố đồng đều: làm giảm mức độ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể.
Ví dụ: khi có nhiều sư tử cùng tập trung trên một đồng cỏ, để giảm sự cạnh tranh mỗi cá thể sẽ chiếm một khu vực riêng để săn mồi
-        Ý nghĩa sinh thái của phân bố ngẫu nhiên: tận dụng được nguồn sống tiềm tàng trong môi trường.
Ví dụ: các cây gỗ trong rừng thường phân bố một cách ngẫu nhiên nhờ vậy chúng có thể tận dụng tốn nguồn dinh dưỡng trong đất.
Câu 3.    Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học của quần thể khác với tăng trưởng thực tế như thế nào?
-        Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học (đường cong lí thuyết, tăng trưởng theo hàm số mũ): xét phương diện lí thuyết, nếu nguồn sống của quần thể và diện tích cư trú của quần thể không giới hạn và sức sinh sản của các cá thể trong quần thể là rất lớn. Khi ấy, đường cong tăng trưởng có hình chữ J, tăng rất nhanh.
-        Tăng trưởng thực tế: trên thực tế đa số các loài không thể tăng trưởng theo tiềm năng sinh học vì:
+      Sức sinh sản không phải lúc nào cũng đạt tối đa mà còn phụ thuộc vào điềi kiện môi trường.
+      Điều kiện ngoại cảnh cũng không phải lúc nào cũng thuận lợi cho quần thể (thức ăn, nơi ở, dịch bệnh,…).
-        Đường cong biểu thị tăng trưởng của quần thể: lúc đầu sẽ tăng nhanh dần, sau đó tốc độ dần giảm đi, đường cong chuyển sang ngang.
Câu 4.    Tại sao số lượng cá thể của quần thể sinh vật luôn thay đổi và nhiều quần thể sinh vật không tăng trưởng theo tiềm năng sinh học?
-        Do số lượng cá thể của quần thể tăng nhanh, khai thác ngày càng nhiều nguồn sống từ môi trường, dẫn tới sự thiếu hụt nguồn sống. Quần thể trở nên thiếu thức ăn, nơi ở ngày càng chật chội, chất thải ngày một nhiều,… dẫn tới dịch bệnh, sự cạnh tranh giữa các cá thể tranh giành nhau thức ăn, nơi ở ngày một trở nên gay gắt. Trong điều kiện sống ngày càng khó khăn đó, sức sinh sản của quần thể giảm dần, mức độ tử vong tăng lên, từ đó quần thể tiến tới giai đoạn ổn định trên đường cong tăng trưởng thực tế.
Câu 5.    Hãy giải thích các khái niệm sau: mức độ sinh sản, mức độ tử vong, mức độ xuất cư, mức độ nhập cư.
-        Mức độ sinh sản là khả năng sinh ra các cá thể mới của quần thể trong 1 đơn vị thời gian. Sức sinh sản phụ thuộc vào số lượng trứng hay con non của 1 lứa đẻ, số lứa đẻ của 1 cá thể cái, tỉ lệ đực cái trong quần thể. Khi thiếu thức ăn hay điều kiện sống không thuận lợi sẽ ảnh hưởng đến sức sinh sản của quần thể.
-        Mức độ tử vong là số lượng cá thể bị chết trong 1 khoảng thời gian. Mức độ tử vong phụ thuộc vào tuổi thọ trunh bình của sinh vật, điều kiện sống, lượng thức ăn, kẻ thù và sự khai thác của con người.
-        Xuất cư là hiện tượng 1 số cá thể rời bỏ quần thể của mình chuyển sang sống ở nơi khác. Xuất cư tăng cao khi nguồn sống cạn kiệt, điều kiện bất lợi.
-        Nhập cư là hiện tượng 1 số cá thể ở ngoài quần thể chuyển sang sống trong quần thể. Nhập cư tăng cao khi điều kiện sống thuận lợi.
Câu 6.    Một quần thể có kích thước ổn định thì 4 nhân tố mức độ sinh sản (b), tử vong(d), xuất cư(e), nhập cư(i) có quan hệ với nhau như thế nào?
-        Khi một quần thể có kích thước ổn định có nghĩa là tốc độ tăng trưởng (r) = 0, khi đó đó số cá thể mới sinh ra cộng với số cá thể nhập cư bằng với số cá thể tử vong cộng số cá thể xuất cư. [r = b + i = d + e = 0]
-        Sức sinh sản, mức tử vong, mức độ xuất cư, nhập cư của  quần thể sinh vật thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: nguồn sống có trong môi trường (thức ăn, nơi ở,…), cấu trúc tuổi (số cá thể trong độ tuổi sinh sản), mùa sinh sản, mùa di cư.
Ví dụ: Nghiên cứu một quần thể động vật cho thấy ở thời điểm ban đầu có 11000 cá thể. Quần thể này có tỉ lệ sinh là 12%/năm, tỉ lệ tử vong là 8%/năm và tỉ lệ xuất cư là 2%/năm. Sau một năm, số lượng cá thể trong quần thể đó được dự đoán là:

            Số lượng cá thể sau 1 năm = 11000 + 11000.(12%-8%-2%) = 11220 cá thể.

1 nhận xét: