APPSC Group 2 · Environment and ecology · Ecology and ecosystems
జనాభా, సముదాయ ఆవరణ శాస్త్రం: పెరుగుదల, పరస్పర చర్యలు, కీలక జాతులు
జనాభా జననాలు, వలస రాక (immigration) వల్ల పెరుగుతుంది; మరణాలు, వలస పోక (emigration) వల్ల తగ్గుతుంది. ఇదంతా వనరులు విధించే పరిమితుల్లోనే జరుగుతుంది. ఒక సముదాయంలోని జాతులు ఒకదానికొకటి మేలు చేసే, హాని చేసే లేదా ఏ ప్రభావమూ చూపని విధాలుగా పరస్పరం వ్యవహరిస్తాయి.
- APPSC Group 2
- 9 నిమిషాల చదువు
- ఉచితం
- ఇంగ్లిష్‌లో చదవండి (English)
ముఖ్య వాస్తవాలు
- జనాభా లక్షణాలు (ఒక్క జీవికి ఇవి ఉండవు): జనన రేటు (natality), మరణ రేటు (mortality), లింగ నిష్పత్తి, వయో పంపిణీ (age distribution).
- జనాభా సాంద్రతను (population density) Nతో సూచిస్తారు.
- జనాభాలో మార్పు: Nt+1 = Nt + [(B + I) − (D + E)]. జననాలు, వలస రాకల మొత్తం మరణాలు, వలస పోకల మొత్తాన్ని మించినప్పుడు సాంద్రత పెరుగుతుంది.
- ఘాతాంక పెరుగుదల (exponential growth) (అపరిమిత వనరులు): dN/dt = rN. ఇది J ఆకారపు వక్రాన్ని ఇస్తుంది. r అంటే సహజ పెరుగుదల అంతర్గత రేటు (intrinsic rate of natural increase).
- లాజిస్టిక్ పెరుగుదల (logistic growth) (పరిమిత వనరులు): dN/dt = rN (K − N)/K. ఇది సిగ్మాయిడ్ (S ఆకారపు) వక్రాన్ని ఇస్తుంది. ఇది వెర్హల్స్ట్–పెర్ల్ (Verhulst–Pearl) నమూనా. K అంటే ధారణ సామర్థ్యం (carrying capacity).
- రెండు జాతుల మధ్య పరస్పర చర్యలు:
| పరస్పర చర్య | జాతి A | జాతి B |
|---|---|---|
| సహోపకారిత (mutualism) | + | + |
| పోటీ (competition) | − | − |
| భక్షణ (predation) | + | − |
| పరాన్నజీవనం (parasitism) | + | − |
| సహభోజకత్వం (commensalism) | + | 0 |
| అమెన్సలిజం (amensalism – ఏకపక్ష హాని) | − | 0 |
- కీలక జాతి (keystone species): తన సంఖ్యను బట్టి ఊహించే దానికంటే సముదాయంపై చాలా ఎక్కువ ప్రభావం చూపే జాతి. ప్రామాణిక ఉదాహరణ నక్షత్ర చేప పైసాస్టర్ (Pisaster).
వివరణ
జనాభా పరిమాణాన్ని కొలవడం
- కేవలం సంఖ్యలు ఎప్పుడూ అర్థవంతంగా ఉండవు. ఒక ప్రాంతంలో 200 పార్థీనియం (Parthenium) మొక్కలు, ఒక పెద్ద మర్రిచెట్టు ఉంటే, మర్రిచెట్టును విస్తరించిన శాతం (percent cover) లేదా జీవద్రవ్యరాశి బాగా వివరిస్తుంది.
- తరచుగా సాపేక్ష సాంద్రత (relative density) సరిపోతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక వలకు చిక్కే చేపల సంఖ్య చేపల జనాభాకు కొలమానం.
- జనన రేటు ఉదాహరణ (ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ – NCERT): గత ఏడాది 20 తామర మొక్కలు ఉన్నాయి, 8 కొత్తవి చేరాయి: జనన రేటు = 8/20 = ఏడాదికి ఒక్కో తామరకు 0.4 సంతానం.
- వయో పిరమిడ్‌లు (age pyramids) ప్రత్యుత్పత్తికి ముందు దశ, ప్రత్యుత్పత్తి దశ, ప్రత్యుత్పత్తి తర్వాతి దశలోని జీవుల వాటాను చూపుతాయి:
- త్రిభుజాకారం (వెడల్పైన అడుగు): విస్తరిస్తున్న జనాభా
- గంట ఆకారం: స్థిర జనాభా
- కూజా ఆకారం (సన్నని అడుగు): క్షీణిస్తున్న జనాభా
పెరుగుదల నమూనాలు
- ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ r విలువలు: నార్వే ఎలుక 0.015; పిండి పురుగు 0.12; 1981లో భారత మానవ జనాభా 0.0205.
- ఘాతాంక: Nt = N0 e^(rt). 3 సంవత్సరాల్లో రెట్టింపయ్యే జనాభాకు r = ln 2 / 3 ≈ ఏడాదికి 0.23.
- లాజిస్టిక్: ఈ వక్రంలో మొదట మందకొడి దశ (lag phase), తర్వాత త్వరణ దశ, తర్వాత మందగమన దశ, చివరగా K వద్ద స్థిర గరిష్ఠ స్థాయి (asymptote) ఉంటాయి. వనరులు ఎప్పుడూ పరిమితమే కాబట్టి ఇది వాస్తవానికి దగ్గరగా ఉంటుంది.
- జీవిత చరిత్ర నమూనాలు (ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ):
- కొన్ని జీవితకాలంలో ఒక్కసారే ప్రత్యుత్పత్తి చేస్తాయి: పసిఫిక్ సాల్మన్ చేప, వెదురు.
- చాలా పక్షులు, క్షీరదాలు అనేకసార్లు ప్రత్యుత్పత్తి చేస్తాయి.
- కొన్ని అనేక చిన్న సంతానాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి: ఆయిస్టర్‌లు, సముద్ర ఉపరితల (పెలాజిక్) చేపలు.
- మరికొన్ని కొద్ది సంఖ్యలో పెద్ద సంతానాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి: పక్షులు, క్షీరదాలు.
- జనాభాలు ప్రత్యుత్పత్తి (డార్వినియన్) యోగ్యతను (reproductive fitness) గరిష్ఠం చేసుకునే దిశలో పరిణామం చెందుతాయి; ఇది అధిక r రూపంలో కనిపిస్తుంది.
ప్రతి పరస్పర చర్యకు ఉదాహరణలు (ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ)
- సహోపకారిత:
- లైకెన్‌లు (శిలీంధ్రం + శైవలం లేదా సయనోబాక్టీరియం)
- మైకోరైజా (mycorrhiza) (శిలీంధ్రం + ఉన్నత మొక్కల వేర్లు)
- అత్తి చెట్టు, దాని పరాగసంపర్క కందిరీగ: ఆడ కందిరీగ పండులో గుడ్లు పెడుతుంది, లార్వాలు అభివృద్ధి చెందుతున్న విత్తనాలను తింటాయి
- తేనెటీగను లైంగిక మోసం (sexual deceit) ద్వారా ఆకర్షించి పరాగసంపర్కం పొందే ఓఫ్రిస్ (Ophrys) ఆర్కిడ్
- సహభోజకత్వం: మామిడి కొమ్మపై పెరిగే ఆర్కిడ్; తిమింగలంపై బార్నకిల్‌లు (barnacles); పశువుల కొంగ (cattle egret), మేస్తున్న పశువులు; సముద్ర ఎనిమోన్, క్లౌన్ చేప.
- అమెన్సలిజం: పెన్సీలియం (Penicillium) పెన్సిలిన్‌ను స్రవిస్తుంది; అది బాక్టీరియాకు హాని చేస్తుంది, శిలీంధ్రంపై మాత్రం ఏ ప్రభావమూ ఉండదు.
- పరాన్నజీవనం: మనుషులపై పేలు, కుక్కలపై గోమార్లు, సముద్ర చేపలపై కోపిపోడ్‌లు (బాహ్య పరాన్నజీవులు – ectoparasites); కాలేయ పరాన్నజీవి లివర్ ఫ్లూక్ (అంతః పరాన్నజీవి – endoparasite); కంచె మొక్కలపై కస్కుటా (Cuscuta).
- సంతాన పరాన్నజీవనం (brood parasitism): కోకిల తన గుడ్లను కాకి గూటిలో పెడుతుంది.
- పోటీ: దక్షిణ అమెరికా సరస్సుల్లో ఫ్లెమింగోలు, స్థానిక చేపలు జంతు ప్లవకాల (zooplankton) కోసం పోటీ పడతాయి.
లోతైన విశ్లేషణ
భక్షణ
- పరభక్షకులు శక్తిని బదిలీ చేస్తాయి, వేట జంతువుల సంఖ్యను అదుపులో ఉంచుతాయి, జాతుల వైవిధ్యాన్ని కాపాడటంలో సహాయపడతాయి.
- ఆస్ట్రేలియాలో బయటి నుంచి తెచ్చిన నాగజెముడు (prickly pear cactus) 1920ల నాటికి మిలియన్ల హెక్టార్ల పచ్చిక భూముల్లో వ్యాపించింది (ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ ఈ సమస్యను 1920ల ప్రారంభానికి చెందినదిగా చెబుతుంది). దాని స్వస్థలం నుంచి కాక్టస్‌ను తినే చిమ్మటను తెచ్చిన తర్వాతే అది అదుపులోకి వచ్చింది. (జీవ నియంత్రణ.)
- వివేకవంతమైన పరభక్షకులు (prudent predators) వేట జంతువులను అతిగా వినియోగించవు. వేట జంతువులు అంతరించిపోతే పరభక్షకి కూడా ఆకలితో చనిపోతుంది.
- వేట జంతువుల రక్షణ మార్గాలు:
- మారువేషం (camouflage)
- విషం: మోనార్క్ సీతాకోకచిలుక పక్షులకు రుచించదు, ఎందుకంటే దాని గొంగళిపురుగు దశలో ఒక విషపూరిత కలుపు మొక్క నుంచి ఒక రసాయనాన్ని గ్రహిస్తుంది
- ముళ్లు (అకేషియా – Acacia, కాక్టస్)
- మొక్కల రసాయనాలు: జిల్లేడు (Calotropis) విషపూరిత కార్డియాక్ గ్లైకోసైడ్‌లను తయారుచేస్తుంది; నికోటిన్, కెఫీన్, క్వినైన్, స్ట్రిక్నిన్, నల్లమందు మేసే జంతువుల నుంచి మొక్కల రక్షణ సాధనాలు
- మొత్తం కీటకాల్లో దాదాపు 25% శాకభక్షకాలు (phytophagous) (మొక్కల రసం, ఇతర మొక్క భాగాలను తింటాయి).
పోటీ
- ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ నిర్వచనం ప్రకారం, మరో జాతి సమక్షంలో ఒక జాతి యోగ్యత (దాని r ద్వారా కొలిచేది) గణనీయంగా తగ్గే ప్రక్రియే పోటీ. ఇది సంబంధిత జాతుల మధ్య, సంబంధం లేని జాతుల మధ్య కూడా జరుగుతుంది; వనరులు పరిమితం కానప్పుడు కూడా జరుగుతుంది.
- అంతరాయ పోటీ (interference competition): వనరులు పుష్కలంగా ఉన్నా, మరో జాతి అంతరాయం కలిగించే, నిరోధించే ఉనికి వల్ల ఒక జాతి ఆహార సేకరణ సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.
- గాలపాగోస్ దీవుల్లోని అబింగ్డన్ తాబేలు మేకలు వచ్చిన దశాబ్దంలోపే అంతరించిపోయింది; మేకలు మరింత సమర్థంగా మేయడమే కారణమని భావిస్తారు.
- పోటీ విముక్తి (competitive release): బలమైన పోటీదారు వల్ల పరిధి పరిమితమైన జాతి, ఆ పోటీదారును తొలగించినప్పుడు విస్తరిస్తుంది. స్కాట్లాండ్ తీరంలో కానెల్ (Connell) చేసిన ప్రయోగాలు, పెద్ద బార్నకిల్ బాలనస్ (Balanus) చిన్న బార్నకిల్ థమాలస్‌ను (Chthamalus) అంతర వేలాపోటు మండలం (intertidal zone) నుంచి దూరం చేస్తుందని చూపాయి.
- గాస్ పోటీ మినహాయింపు సూత్రం (Gause's competitive exclusion principle): ఒకే వనరు కోసం పోటీపడే దగ్గరి సంబంధం ఉన్న రెండు జాతులు నిరవధికంగా కలిసి ఉండలేవు; చివరికి బలహీనమైనది తొలగిపోతుంది.
- వనరుల విభజన (resource partitioning): దగ్గరి సంబంధం ఉన్న ఐదు వార్బ్లర్ (warbler) పక్షి జాతులు ఒకే చెట్టులోని వేర్వేరు భాగాల్లో ఆహారం వెతుక్కుంటూ అదే చెట్టుపై జీవిస్తాయని మెకార్థర్ (MacArthur) చూపారు.
పరాన్నజీవులు
- చాలావరకు నిర్దిష్ట అతిథేయిపైనే (host-specific) ఆధారపడతాయి; అందువల్ల అతిథేయి, పరాన్నజీవి సహ పరిణామం (co-evolution) చెందుతాయి.
- అనుకూలనాలు: అనవసరమైన జ్ఞానేంద్రియాలు కోల్పోవడం, అతుక్కునే అవయవాలు లేదా చూషకాలు, జీర్ణ వ్యవస్థను కోల్పోవడం, అధిక ప్రత్యుత్పత్తి సామర్థ్యం.
- అంతః పరాన్నజీవుల జీవిత చక్రాలు బాహ్య పరాన్నజీవుల వాటి కంటే సంక్లిష్టమైనవి.
- సంతాన పరాన్నజీవనంలో పరాన్నజీవి గుడ్లు పరిమాణం, రంగులో అతిథేయి గుడ్లను పోలి ఉంటాయి. దీంతో అతిథేయి వాటిని గుర్తించి బయటకు నెట్టే అవకాశం తగ్గుతుంది.
- ప్రత్యుత్పత్తికి మన రక్తం అవసరమైనా, ఆడ దోమను పరాన్నజీవిగా పరిగణించరని ఎన్‌సీఈఆర్‌టీ పేర్కొంటుంది.
కీలక జాతులు
- రాబర్ట్ పెయిన్ (Robert Paine) అమెరికా పసిఫిక్ తీరంలో కంచె వేసిన అంతర వేలాపోటు ప్రాంతం నుంచి పైసాస్టర్ నక్షత్ర చేపలన్నింటినీ తొలగించారు. పరభక్షకి లేకపోవడంతో జాతుల మధ్య పోటీ పెరిగి, ఏడాదిలోపే 10 కంటే ఎక్కువ అకశేరుక జాతులు అంతరించిపోయాయి.
- ఇతర ఉదాహరణలు: పులులు, తోడేళ్లు (అగ్ర పరభక్షకులు), ఏనుగులు (అడవిని తెరుస్తాయి), అత్తి చెట్లు (ఏడాది పొడవునా పండ్లు).
తరచూ చేసే పొరపాట్లు
- ✗ "సహభోజకత్వంలో రెండు జాతులూ లాభపడతాయి." ✓ అది సహోపకారిత. సహభోజకత్వంలో ఒకటి లాభపడుతుంది, మరొకదానిపై ఏ ప్రభావమూ ఉండదు.
- ✗ "ఒకదానికి హాని, మరొకదానిపై ప్రభావం లేకపోవడం సహభోజకత్వం." ✓ అది అమెన్సలిజం.
- ✗ "అంతః పరాన్నజీవుల జీవిత చక్రాలు బాహ్య పరాన్నజీవుల కంటే సరళమైనవి." ✓ అంతః పరాన్నజీవుల జీవిత చక్రాలు మరింత సంక్లిష్టమైనవి.
- ✗ "లాజిస్టిక్ వక్రం J ఆకారంలో ఉంటుంది." ✓ లాజిస్టిక్ S ఆకారం (సిగ్మాయిడ్); ఘాతాంకం J ఆకారం.
- ✗ "వార్బ్లర్ పక్షులు కలిసి జీవించడాన్ని గాస్ చూపారు." ✓ వార్బ్లర్‌ల వనరుల విభజనను చూపింది మెకార్థర్; గాస్ ఇచ్చింది పోటీ మినహాయింపు సూత్రం.
- ✗ "లైకెన్ సహభోజకత్వానికి ఉదాహరణ." ✓ లైకెన్ అనేది శిలీంధ్రం, శైవలం లేదా సయనోబాక్టీరియం మధ్య సహోపకారిత.
త్వరిత పునశ్చరణ
- జనాభా లక్షణాలు: జనన రేటు, మరణ రేటు, లింగ నిష్పత్తి, వయో పంపిణీ.
- Nt+1 = Nt + [(B + I) − (D + E)].
- ఘాతాంకం: dN/dt = rN (J ఆకారం). లాజిస్టిక్: dN/dt = rN(K − N)/K (S ఆకారం, వెర్హల్స్ట్–పెర్ల్).
- r: నార్వే ఎలుక 0.015; పిండి పురుగు 0.12; భారత్ 1981 0.0205.
- ఒక్కసారే ప్రత్యుత్పత్తి: పసిఫిక్ సాల్మన్, వెదురు.
- +/+ సహోపకారిత; −/− పోటీ; +/− భక్షణ, పరాన్నజీవనం; +/0 సహభోజకత్వం; −/0 అమెన్సలిజం.
- కాకి గూటిలో కోకిల = సంతాన పరాన్నజీవనం.
- గాస్: పోటీ మినహాయింపు. మెకార్థర్: వార్బ్లర్‌లు. కానెల్: బార్నకిల్‌లు.
- పైసాస్టర్‌ను తొలగిస్తే → 10 కంటే ఎక్కువ అకశేరుక జాతులు కనుమరుగు: కీలక జాతి.
- ఆస్ట్రేలియాలో నాగజెముడును కాక్టస్ తినే చిమ్మటతో అదుపు చేశారు.
ఇంకా లోతుగా: మెయిన్స్ రాత (APPSC Group 2 సాధారణంగా అడిగే స్థాయి కంటే ఎక్కువ)
మెయిన్స్ రాత
- చట్రం: ధారణ సామర్థ్యం, జాతుల పరస్పర చర్యలు జనాభా కుప్పకూలడాన్నీ, ఆక్రమణ జాతుల విజయాన్నీ రెండింటినీ వివరిస్తాయి.
- విశ్లేషణ అంశాలు:
- ఆక్రమణ జాతులు (invasive species) తమ సహజ శత్రువులు లేనందువల్ల తరచుగా ఘాతాంకంగా పెరుగుతాయి. భారత్‌లో లాంటానా (Lantana), సర్కారు తుమ్మ (Prosopis juliflora), గుర్రపు డెక్క ఉదాహరణలు.
- జీవ నియంత్రణ (biological control) భక్షణను లేదా పరాన్నజీవనాన్ని వినియోగిస్తుంది (ఆస్ట్రేలియాలో కాక్టస్ చిమ్మట). కానీ నిర్లక్ష్యంగా ప్రవేశపెట్టిన జీవే ఆక్రమణ జాతిగా మారవచ్చు.
- కీలక జాతులు, అగ్ర పరభక్షకులు కనుమరుగైతే వరుస ప్రభావాలు కలుగుతాయి: వేట జంతువులు విపరీతంగా పెరిగి అతిగా మేస్తాయి, వైవిధ్యం తగ్గుతుంది.
- మానవ జనాభా: లాజిస్టిక్ నమూనా భూమి ధారణ సామర్థ్యం ఎంత అనే ప్రశ్నను లేవనెత్తుతుంది. అది సంఖ్యలపైనే కాకుండా సాంకేతికత, వినియోగంపైనా ఆధారపడుతుంది.
- ముందున్న మార్గం:
- ఆక్రమణ జాతులను ముందుగానే గుర్తించి నియంత్రించడం
- అగ్ర పరభక్షకులను, కీలక జాతులను రక్షించడం
- జీవ నియంత్రణ కారకాలను విడుదల చేసే ముందు జాగ్రత్తగా పరీక్షించడం
- సేకరణను (చేపలు, అటవీ ఉత్పత్తులు) గరిష్ఠ సుస్థిర దిగుబడి కంటే తక్కువగా నిర్వహించడం
- ఉదాహరణ: భారత అడవుల్లో లాంటానా కమారా (Lantana camara) వ్యాప్తి స్థానిక పశుగ్రాసాన్ని తగ్గించి, మంటలు వ్యాపించే తీరును మార్చింది. సహజ నియంత్రణల నుంచి విముక్తి పొందిన విజయవంతమైన పోటీదారుకు ఇది నిదర్శనం.
ఈ అంశాన్ని ప్రాక్టీస్ చేయండి. Medha AI యాప్‌లో సమాధానాల వివరణతో ప్రశ్నలు.
అన్ని తెలుగు నోట్స్ · All Ecology and ecosystems notes · APPSC Group 2 notes · ఉచితంగా మొదలుపెట్టండి
Medha AI writes its own notes and checks them against the sources listed. Medha AI is an independent preparation service. It is not affiliated with, endorsed by or connected to APPSC, TGPSC (formerly TSPSC), MPSC, UPSC or any other commission or government body.