Chương 2: Quần thể sinh vật

QUẦN THỂ SINH VẬT
QUẦN THỂ SINH VẬT
1. Kiến thức chung về quần thể sinh vật
2. Mối quan hệ sinh thái trong quần thể sinh vật
3. Các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật
4. Sự biến động số lượng cá thể trong quần thể
5. Trạng thái cân bằng trong quần thể
Quần thể sinh vật là nhóm cá thể
cùng loài hoặc dưới loài, khác nhau
về giới tính, tuổi, kích thước, phân
bố trong vùng phân bố của loài,
chúng có khả năng giao phối tự do
(trừ dạng sinh sản vô tính) để sinh ra
thế hệ con cháu.
KHÁI NIỆM QUẦN THỂ SINH VẬT
Theo E.P.Odum (1971): Quần thể là
một nhóm cá thể của một loài
(hoặc các nhóm khác nhau, nhưng
có thể trao đổi thông tin di truyền),
sống trong một khoảng không gian
xác định, có những đặc điểm sinh
thái đặc trưng của cả nhóm chứ
không phải của từng cá thể riêng
biệt .
Tập hợp các cá thể nào sau đây được gọi là quần thể:
1. Cây bụi trong rừng
2. Cỏ dại trong ruộng lúa
3. Linh dương trên thảo nguyên
4. Lúa trên cánh đồng
Quần thể là một tổ chức sinh học, có cấu trúc và những thuộc tính
riêng mà cá thể không bao giờ có (mức sinh sản, mức tử vong,

mức sống sót, quy luật tăng trưởng và biến động số lượng, )
Một số vấn đề cần lưu ý về quần thể
Quần thể được coi là dạng tồn tại của loài, bởi vì sống trong
quần thể các cá thể đã thiết lập nhiều mối quan hệ sinh học trong
nội bộ loài
Những loài nào có vùng phân bố hẹp, điều kiện môi
trường tương đối đồng nhất thường hình thành một quần thể.
Đó là những loài đơn hình (Monomorphis)
Những loài có vùng phân bố rộng, điều kiện môi
trường không đồng nhất ở các vùng khác nhau của vùng
phân bố thì thường tạo nên nhiều quần thể để thích nghi với
điều kiện của từng địa phương. Đó là những loài đa hình
(Polymorphism)
Mối quan hệ sinh thái giữa các cá thể trong quần thể
1. Mối quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể:
Quan hệ hỗ trợ thể hiện qua hiệu quả nhóm. Hiệu quả nhóm là
hiện tượng nảy sinh khi các cá thể của một quần thể cùng
chung sống với nhau trong một sinh cảnh có số lượng cá thể
hợp lý và có nguồn sống đầy đủ.
1.1. Ví dụ về hiệu quả nhóm ở thực vật:
Hiện tượng cây mọc theo nhóm có tác dụng tốt chống lại tác động
của gió, hạn chế mất hơi nước, so với từng cây riêng biệt.
Quan hệ hỗ trợ trực tiếp của các cây trồng cụm còn thể hiện ở
hiện tượng liền rễ. Ở cây Vân sam (Picea) hoặc trong rừng
thông có thể có tới 30% cá thể có hiện tượng rễ nối liền
1. 2. Ví dụ về hiệu quả nhóm ở động vật:
1.2.1. Hiệu quả nhóm thể hiện khi quần thể có số lượng cá thể hợp lý, phù
hợp với nguồn sống.
Số lượng cá thể phải đạt đến một mức độ nhất định, bảo đảm cho sự lựa
chọn nhau giữa đực và cái trong mùa sinh sản, đảm bảo cho sự giao phối

được thực hiện. Ví dụ, đàn voi Châu Phi tối thiểu phải có 25 cá thể.
Chính vì vậy, với những loài động vật quý hiếm (chỉ có được một số lượng ít
cá thể) thường khó nuôi, ngay cả trong điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc hết
sức chu đáo.
1. 2. Ví dụ về hiệu quả nhóm ở động vật:
1.2.2. Hiệu quả nhóm thể hiện ở lối sống theo bầy đàn
Trong lối sống theo bầy đàn, hiệu quả nhóm tạo điều kiện cho mỗi cá thể
trong quần thể có những lợi ích nhất định. Cụ thể
-
Hiệu quả nhóm tạo điều kiện cho việc kiếm mồi và chống lại kẻ thù
-
Hiệu quả nhóm tác động tốt về mặt tâm lý
-
Hiệu quả nhóm thể hiện trong sự phân hóa đẳng cấp làm tăng tính tổ chức
trong quần thể
-
Hiệu quả nhóm ảnh hưởng tốt về mặt sinh lý đối với các cá thể trong đàn
2. Quan hệ cạnh tranh giữa những cá thể trong quần thể:
Quan hệ canh tranh giữa các cá thể trong quần thể xảy ra khi số lượng cá thể
trong quần thể lên quá cao, không phù hợp với nguồn sống, dẫn đến trạng
thái thừa dân, gây hiện tượng cạnh tranh giành nguồn sống giữa các cá
thể
Mật độ cá thể của quần thể tăng cao sẽ dẫn đến hiện tượng ô nhiễm môi
trường hoặc gây ra hiện tượng căng thẳng thần kinh do sự tiếp xúc giữa cá
thể trong quần thể và ảnh hưởng xấu đến chúng, gây ra hiện tượng ăn lẫn
nhau, giành giật thức ăn hay nơi ở, gây tử vong.
2.1. Quan hệ cạnh tranh ở thực vật:
Quan hệ canh tranh giữa ở thực vật xẩy ra khi mật độ cá thể tăng
cao. Sự cạnh tranh này chủ yếu là sự cạnh tranh về nước, dinh
dưỡng, ánh sáng.

2.2. Quan hệ cạnh tranh ở động vật:
2.2.1. Cạnh tranh ở động vật xẩy ra khi môi trường bị ô nhiễm do
mật độ cá thể tăng quá cao.
2.2.2. Ảnh hưởng của sự cạnh tranh do sự gia tăng số lượng cá
thể vượt quá giới hạn kích thước nơi ở.
2.2.3. Ảnh hưởng của sự cạnh tranh do mật độ cá thể tăng cao
dẫn đến hiện tượng ăn thịt lẫn nhau.
2.2.4. Hiện tượng cạnh tranh giành khu vực cư trú do mật độ cao
Các đặc
trưng
của
quần
thể
Kích thước quần thể
Mật độ quần thể
Cấu trúc tuổi
Thành phần giới tính
Sự phân bố cá thể trong quần thể
Sức sinh sản của quần thể
Tỷ lệ tử vong của quần thể
Tỷ lệ sống sót
Sự tăng trưởng của quần thể
Kích thước quần thể
Kích thước của quần thể được hiểu là tổng số cá thể
hay tổng khối lượng hoặc tổng năng lượng chứa trong
quần thể
Những loài có kích thước cơ thể nhỏ tồn tại trong
quần thể có kích thước lớn và ngược lại những loài
có kích thước cơ thể lớn tồn tại trong quần thể có
kích thước nhỏ

QT tê giác và QT sâu róm
QT nào có kích thước lớn hơn??
Nt = N
0
+ B – D + I – E
Trong đó:
Nt -là số lượng cá thể của quần thể ở thời điểm t
N
0
-là số lượng cá thể của quần thể ban đầu, t=0
B -là số lượng cá thể của quần thể sinh ra trong khoảng thời gian từ t
0
đến t.
D -là số lượng cá thể của quần thể chết đi trong khoảng thời gian từ t
0
đến t.
I -là số lượng cá thể nhập cư trong khoảng thời gian từ t0 đến t.
E -là số lượng cá thể di cư khỏi quần thể trong khoảng thời gian từ t
0
đến t.
Kích thước
quần thể
Mức sinh sản (B)
Mức tử vong (D)
Mức di cư (E)
Mức nhập cư (I)
- Mật độ hay độ rậm quần thể là số lượng hay
thể tích, năng lượng của quần thể được tính
trên một đơn vị diện tích
- Ví dụ, mật độ 200cây dừa/ha, 500kg chắm

cỏ/ha mặt nước,
Ý nghĩa
-
Chỉ ra khoảng cách trung bình giữa các cá thể trong vùng phân bố của quần thể
-
Là một tín hiệu sinh học, thông tin cho quần thể về trạng thái số lượng của mình
thưa hay mau để tự điều chỉnh .
-
Là nhân tố chi phối tác động của các nhân tố sinh thái hữu sinh
-
Biểu thị tác động của quần thể đối với quần xã nói chung.
Mật độ quần thể
Mật độ bao gồm hai loại:
- Mật độ thô: được tính bằng số lượng
hoặc sinh khối sinh vật trong tổng không
gian
-
Mật độ riêng hay mật độ sinh thái:
được tính bằng số lượng hoặc sinh khối
sinh vật trong diện tích hoặc không gian
thực mà quần thể đó chiếm cứ.
-
Hai thông số trên luôn thay đổi theo
thời gian và chúng đôi khi biến động
ngược chiều nhau
Phương pháp để xác định mật độ quần thể:
-
Kiểm kê tổng số: Phương pháp này được áp dụng đối với các
sinh vật lớn, hoặc đối với các sinh vật dễ nhận biết, hoặc đối với
các sinh vật sống thành tập đoàn.

-
Phương pháp lấy mẫu theo diện tích: Phương pháp này bao
gồm việc thống kê và cân đong trong một số khu vực tương ứng
hoặc trong các mặt cắt có kích thước phù hợp để xác định mật
độ trong diện tích nghiên cứu
Phương pháp đánh dấu và bắt lại: áp dụng đối với các loài
động vật hiếu động hoặc côn trùng. Người ta bắt, đánh dấu và
thả ra một phần nhất định của quần thể, sau đó xác định tỷ lệ các
cá thể đánh dấu bị bắt lại, trên cơ sở đó đánh giá số lượng toàn
bộ quần thể.

Trong đó:
N: Số lượng cá thể của quần thể
M: Số cá thể được đánh dấu ở lần thu mẫu đầu tiên
C: Số cá thể bắt được ở lần lấy mẫu thứ 2
R: Số cá thể có đánh dấu ở lần thu mẫu thứ 2
Petersen, 1896 Seber, 1982
Cấu trúc tuổi là thành phần và tỷ lệ giữa các nhóm tuổi trong quần thể
Cấu trúc tuổi
Ý nghĩa:
-
Tỷ lệ về số lượng các nhóm tuổi trong quần thể có tầm quan trọng
trong việc quần thể khai thác nguồn sống của môi trường,
-
Dự báo được sự gia tăng số lượng cá thể của thể.
Các
nhóm
tuổi
trong
quần

thể
Nhóm tuổi trước sinh sản:
Là những cá thể chưa có khả năng sinh sản. Sự tặng trưởng của
cá thể xẩy ra chủ yếu là tăng về kích thước và khối lượng.
Nhóm này là lực lượng bổ sung cho nhóm đang sinh sản của
quần thể
Nhóm đang sinh sản:
Là lực lượng tái sản xuất của quần thể. Tuỳ từng loài mà nhóm
này sinh sản một lần hay nhiều lần trong đời. Sức sinh sản của
nó phụ thuộc vào tiềm năng sinh học của mỗi loài và mức độ tử
vong cao hay thấp
Nhóm tuổi sau sinh sản:
Là các cá thể không còn khả năng sinh sản nữa, chúng có thể
sống đến cuối đời
Tuy nhiên, trong sinh giới không phải tất cả các loài đều có 3 nhóm tuổi. Một số
loài như cá chình, cá hồi, châu chấu, thiêu thân không có nhóm tuổi sau sinh
sản vì khi đẻ trứng xong chúng kiệt sức và chết ngay lập tức .
Một số dạng tháp tuổi điển hình
Phát triển nhanh
Phát triển chậm
Bền vững Suy thoái
Sự phân bố cá thể trong quần thể