Ekologia W-4

 

Ekspansja populacji ludzkiej

 

 

 

Krzywa wykładnicza – niepokojący przebieg wzrostu. Nie występuje w naturalnych warunkach (możliwy tylko do momentu, w którym są jeszcze dostępne zasoby, potem wymieranie)

 

 

Krzywa J – wykorzystywana w warunkach laboratoryjnych.

Obecnie ludzkość liczy 6-7 mld osobników. Wszystko wskazuje, że przyrost następuje według j – kształtnej krzywej.  Według prognoz niedługo zbliżymy się do 10 mld – (niepokojące)

 

T.R Malthus (1766 - 1834) – ekonomista, duchowny

Ukazał istnienie związku między tempem wzrostu populacji ludzkiej (geometryczny) a dostępnością zasobów (odnawianie / tworzone w tempie arytmetycznym). Do tej pory uważano, że rozwój gospodarczy i technologiczny rośnie w wystarczającym tempie dla rozwijającej się populacji (a w razie czego ludzie zrezygnują ze zbyt dużych „przydziałów” i ogranicza swoje potrzeby)

Mechanizmy regulacji zanieczyszczenia – głód, epidemia, choroby (Malthus był za brakiem pomocy dla chorych – czyli słabych. Uważał, że Ziemia zwalczy w ten sposób przeludnienie – ale darwinowska teoria doboru naturalnego)

 

 Populacja jeleni z wybrzeża Caibab (wymknęły się z nadzoru drapieżników, rozwinęły nadmiernie w środowisku – gwałtowny wzrost – przeeksploatowanie zasobów w środowisku - wymieranie )

 

W laboratorium – tak długo, jak dostarczamy pożywkę i odbieramy metabolity możemy osiągać wzrost wykładniczy. Jeśli przestaniemy – nastąpi gwałtowny spadek (w wyniku wyczerpania się zasobów i nagromadzenia w środowisku szkodliwych metabolitów)

 

Współczynnik tempa wzrostu per capita (na głowę) lub tzw. parametr maltuzjański (r)
r = dN / (dT - N)        

przyrost liczby osobników w danym czasie w przeliczeniu na jednego osobnika

r = b – d

b – birth male ; d – death male

K – dopuszczalna liczba osobników w środowisku

Wzrost wykładniczy

Wzrost logistyczny

rN = dN / dT

dN/ dT = rN * (K-N)/K

 

 

czynniki niezależne od środowiska – abiotyczne

-         o wymiarach katastroficznych : powodzie, tsunami, wybuchy wulkanów

-         niszczą całe populacje, umierają duże liczby jednostek, nie zależą od liczebności populacji

czynniki zależne od środowiska – biotyczne

-         konkurencja : o zasoby

-         drapieżnictwo, drapieżnik  - pochodna liczebności ofiary

-         pasożytnictwo : pasożyty : pochodna liczebności żywicieli

Ale czasem niektóre czynniki mogą mieć niejako podwójne znaczenie:

-         silne wiatry i temperatura – są niezależne od zagęszczenia, ale... w przypadku trzcin i silnego wiatru : pojedyncza trzcina ugnie się , a większe grupy : kładą się po sobie , zasłaniając nawzajem. (czyli działa jak czynnik zależny od liczebności)

-         mróz dziesiątkujący armię napoleońską (Moskwa)

-         NIE NALEŻY WIĘC CAŁKOWICIE oceniać, czy coś jest a-  czy biotyczne.

 

„Przejście demograficzne” : wysoka rozrodczość i śmiertelność zastąpione niską rozrodczością i śmiertelnością (poprzez etap spadku umieralności przy wysokiej rozrodczości).

 Jednocześnie następuje zmiana trybu reprodukcji :

-         Z „rozrzutnej” (oczekiwany czas trwania około 30 lat, np. dużo niemowląt ginie – niezdolnych – co chyba jest oczywiste – to pozostawienia po sobie potomstwa, długość życia – zależy od selekcji mechanicznych )

-         Na „oszczędną” (ok. 70 lat , prokreacja nie idzie na marne , długość życia zależy od czynników fizjologicznych )

 

Powody przejścia demograficznego

-         postęp nauk medycznych i farmakologicznych w walce z chorobami niemowląt i wieku starczego

o       kiedyś np. epidemie cholery, grypy hiszpanki

o       dziś : arbowirusy, AIDS (około 40 mln ludzi zarażonych wirusem HIV), SARS

o       przed 1939 r – na 1000 urodzeń – około 140 niemowląt umierało

o       dziś – około 10-15 razy mniej

o       wzrost średniej wieku o około 20 lat

-         higiena

-         opieka społeczna

-         planowanie rodziny

 

Piramida struktury wieku

-         (B)w kraju rozwiniętym : - wszystkie klasy prawie równomiernie reprezentowane, mały udział osobników młodych

-         dominują kobiety

o       mężczyźni częściej umierają z powodu chorób krążenia i nowotworów

o       wojna : giną głównie młodzi mężczyźni

o       kobiety żyją dłużej – średnio o 10-15lat

-         kraje III świata : częściowo zredukowana śmiertelność , ale duża rozrodczość (kościół zabrania środków antykoncepcyjnych, brak planowania rodziny)

-         (A) – kraje rozwijające się, w tym Polska : wysoka rozrodczość, mały udział osobników starych

 

Teoria Fishera – tłumaczy teorię płci

Zwykle płeć jest dziedziczona w populacji 1:1. Założenie : rzadka płeć jest preferowana. Jeśli w wyniku jakiś czynników nagle w populacji dominują samce, to przez pewien czas rodzą się samice (na pewno nie umrze ona bezpotomnie, w środowisku opanowanym przez samce na pewno znajdzie partnera – nawet maszkara).

U ludzi jest inaczej : wpływ czynników zewnętrznych

-         mężczyźni zamiast się „reprodukować” walczą i giną

-         dowolność narodzin (niezależnie od dominacji danej płci)

 

Orwell, Huxley <założenia z powieści>

-         rozwój genomiki pozwoli firmom farmaceutycznym  dostosowywać leki do profilu genetycznego pacjenta i zmniejszyć działania niepożądane

-         postęp badań nad komórkami macierzystymi pozwoli odtworzyć każdą tkankę i długość życia przekroczy 100

-         zarodki poddawane badaniom przed implantacją w macicy, wzbogacone o pożądane geny, eugenika

Przyszłość czy fikcja? Czy nie takie są zainteresowania biotechnologii?

-         zwiększenie jakości wyprodukowanego potomstwa

 

„Koniec człowieka czyli konsekwencje rewolucji biotechnologicznej” F. Fukuyama

 

Wpływ na wzrosty ludności mają kraje rozwijające się (stąd krzywa wykładnicza), kraje rozwinięte są ustagnowane pod względem demograficznym .

 

p I – wysoka śmiertelność i rozrodczość  :kraje Afryki

p II – wysoka rozrodczość + niska śmiertelność (np. uporanie się człowieka z epidemiami)

p III – przejście, spadek rozrodczości i śmiertelności

p IV – niska rozrodczość i śmiertelność

   

Obecne kraje Europy i Płn. Ameryki – krzywa śmiertelności nieco wyżej rozrodczości (ujemne tempo rozrodu)

Ameryka Łacińska, Azja – spadek r i ś.

 

Główne zjawiska XX wieku dotyczące ludności:

-         eksplozja demograficzna na południu (rozwój krajów III świata)

-         spadek reprodukcji na północy (Europa, Ameryka Północna  Australia)

-         towarzyszą im masowe transfery (migracje) z południa na północ

-         przenosiny do środowisk miejskich (eksplozja dem. w miastach)

-         nadumieralność mężczyzn

 

Granice wzrostu : pojęcie wprowadzone w 1972 r w I raporcie opracowanym przez zespół naukowców z Massechusett  na określenie  skończonych rozmiarów zasobów globu ziemskiego. W latach 70 były traktowane jak „prognoza ostrzegawcza” zmuszając (?) polityków, ekonomistów i naukowców do refleksji nad realizowaną polityką gospodarczą.

 

Diana Matthews – należała do zespołu tworzącego wspomniany raport i do tzw. Klubu Rzymskiego.

 

Klub Rzymski – nieformalna apolityczna organizacja założona w 1960 r. Grupa około 100 naukowców i działaczy gospodarczych z ponad 50 krajów. Zajmowali się badaniami nad problematyka globalną. Kolejne raporty były poświęcone problemom współczesnego świata.

Wzrost zerowy –  dalszy wykładniczym przyrost liczby ludzi i produkcji doprowadzi przed 2001 rokiem (nieaktualne) do gwałtownego złamania z powodu osiągnięcia fizycznych granic pojemności.