Bài 21. Quần thể sinh vật

Ưu thế:

- Hiệu quả kiếm ăn tăng.

- Giúp duy trì và bảo vệ lãnh thổ

- Tạo ra một môi trường an toàn hơn cho sự phát triển của con non và tăng cơ hội sống sót của chúng.

Bất lợi:

- Cạnh tranh về thức ăn, sinh sản,...

- Các cá thể có thể đối mặt với nguy cơ bị lây nhiễm bệnh từ các cá thể khác trong đàn.

- Nêu quần thể quá lớn có thể dẫn đến sự cạnh tranh gay gắt và làm quần thể bị suy thoái.

Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể cùng một loài, sống trong cùng một không gian xác định.

- Ví dụ về mối quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể: đàn ong cùng nhau đi lấy mật, chim di cư thành đàn,...

- Ý nghĩa của mối quan hệ: đảm bảo cho quần thể thích nghi với các điều kiện môi trường, tăng khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể.

Sự cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể sẽ giúp duy trì số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần thể duy trì ở mức độ phù hợp để loài phát triển ổn định. Cạnh tranh giữa các cá thể dẫn tới sự thắng thế của các cá thể khỏe mạnh và đào thải các cá thể yếu, từ đó thúc đẩy quá trình chọn lọc tự nhiên.

Sự ổn định về kích thước quần thể giúp ổn định số lượng cá thể phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường và thực hiện các chức năng sinh học, đảm bảo cho quần thể duy trì và phát triển.

Ví dụ: Xét về một quần thể cá trong một hồ nước. Nếu kích thước quần thể cá ở mức tối thiểu, nguồn sống của môi trường phong phú giúp quần thể cá phát triển nhanh chóng và đạt kích thước tối đa, khi đó nguồn sống của môi trường bị giới hạn, khan hiếm hơn, các cá thể trong quần thể phải cạnh tranh nhau dẫn đến quần thể suy giảm đến mức phù hợp với nguồn sống thì ổn định lại.

Cơ chế điều hoà mật độ cá thể của quần thể: Khi mật độ cá thể tăng cao, các cá thể cạnh tranh gay gắt về nơi ở, thức ăn; xảy ra hiện tượng di cư của một nhóm cá thể hoặc cả quần thể; bên cạnh đó, sự tác động của vật ăn thịt, vật kí sinh và dịch bệnh cũng tác động lên quần thể, các yếu tố này đều làm giảm kích thước quần thể. Khi mật độ quần thể giảm, các cá thể tăng cường hỗ trợ lẫn nhau, các nhân tố sinh thái tác động làm tăng số lượng cá thể trong quần thể.

Ví dụ: Ở rùa biển, tỉ lệ giới tính của những con rùa con mới nở thường phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường nơi trứng được ấp, trên 29°C thường nở ra nhiều rùa cái hơn, dưới 29°C thì nở nhiều rùa đực hơn. Nếu môi trường có nhiệt độ cao, khi có nhiều rùa con cái hơn được sinh ra, có thể giảm bớt áp lực sinh sản lên quần thể, giảm nguy cơ quần thể bị quá tải. Tuy nhiên, trong một môi trường nhiệt độ thấp, sự cân bằng giữa số lượng rùa con đực và cái sẽ giúp tăng khả năng sinh sản và duy trì quần thể trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Có 3 dạng tháp tuổi:

- Tháp tuổi phát triển: Phần trăm tuổi trước sinh sản và tuổi sinh sản chiếm phần lớn trên tổng dân số, điều này cho thấy quần thể này sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong tương lai do tỉ lệ sinh sản cao hơn nhiều so với tỉ lệ tử vong dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng của quần thể trong tương lai.

- Tháp tuổi ổn định: Phần trăm của cả 3 nhóm tuổi đều xấp xỉ như nhau, cho thấy quần thể này đang phát triển ổn định, tỉ lệ sinh sản xấp xỉ với tỉ lệ tử vong, không có biến động đột ngột trong quần thể.

- Tháp tuổi suy thoái: Phần trăm tuổi sau sinh sản nhỉnh hơn so với hai nhóm tuổi còn lại, cho thấy tỉ lệ tử vong cao hơn tỉ lệ sinh sản, điều này dẫn đến sự suy giảm dân số của quần thể trong tương lai

- Dạng tháp tuổi ổn định (cân bằng) đảm bảo cho sự ổn định của quần thể sinh vật.

- Vì tháp tuổi cân bằng có phần trăm của cả 3 nhóm tuổi đều xấp xỉ như nhau, tỉ lệ sinh sản xấp xỉ với tỉ lệ tử vong, không có biến động đột ngột trong quần thể, nên quần thể luôn ở trạng thái ổn định, cân bằng.

a) Nguyên nhân dẫn đến sự phân bố cá thể trong quần thể: do sự canh tranh giữa các cá thể trong quần thể, cùng với việc nguồn sống phân bố không đều.
b) 

(a) Tăng trưởng quần thể trong điều kiện môi trường không bị giới hạn:  Diễn ra trong điều kiện môi trường không bị giới hạn, nguồn sống dồi dào và cung cấp đầy đủ cho nhu cầu của từng cá thể. Lúc này, quần thể có mức sinh sản tối đa, còn mức tử vong là tối thiểu, số lượng cá thể tăng theo tiềm năng sinh học; đường cong tăng trưởng có hình chữ J. 

(b) Tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn: Sự tăng trưởng quần thể bị giới hạn bởi các nhân tố môi trường (không gian sống, nguồn thức ăn, bệnh tật, vật ăn thịt,...) hoặc do khả năng sinh sản của loài; do đó, quần thể chỉ đạt kích thước tối đa, cân bằng với sức chứa của môi trường; đường cong tăng trưởng có hình chữ S.

Sự tăng trưởng của quần thể sinh vật phụ thuộc vào mức sinh sản, mức tử vong, mức nhập cư và mức xuất cư; trong đó, mức sinh sản và mức tử vong là hai yếu tố mang tính quyết định.

Từ khi loài người hiện đại (Homo sapiens) xuất hiện, quần thể người tăng trưởng với tốc độ tương đối chậm. Đến năm 1650, dân số thế giới đạt khoảng 500 triệu người. Trong hai thế kỉ tiếp theo, dân số thế giới tăng gấp đôi với 1 tỉ người và tiếp tục tăng nhanh trong thời gian sau đó, khoảng cách về thời gian để dân số tăng gấp đôi ngày càng rút ngắn. Mặc dù quần thể người vẫn tiếp tục tăng trưởng nhưng tỉ lệ tăng trưởng bắt đầu chậm lại vào những năm 1960.

Mối tương quan giữa kích thước và tỉ lệ tăng trưởng của quần thể người: kích thước quần thể càng tăng thì tỉ lệ tăng trưởng của quần thể người càng giảm.

Vì nếu không kiểm soát sự gia tăng dân số thì dân số sẽ tăng mạnh, dẫn đến kích thước quần thể tăng, khi kích thước quần thể tăng đến mức tối đa sẽ dẫn đến sự cạnh tranh gay gắt của các cá thể người trong quần thể làm giảm kích thước quần thể. Ngoài ra sự tăng trưởng dân số quá mức có thể gây áp lực lên tài nguyên tự nhiên và hạ tầng xã hội, ảnh hưởng đến cung và cầu lao động trong mỗi quốc gia, cùng với các chính sách về gia đình, hỗ trợ trẻ em.

- Quần thể sinh vật là một cấp độ tổ chức sống vì quần thể đại diện cho một nhóm các cá thể cùng loài sinh sống và tương tác trong cùng một không gian nhất định. Các cá thể trong quần thể cũng tương tác với nhau theo kiểu hỗ trợ và cạnh tranh.

- Ví dụ: quần thể thông ba lá ở Đà Lạt, Việt Nam.

Cơ sở sinh thái của việc trồng rừng phòng hộ: rừng phòng hộ sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, chống sa mạc hóa, hạn chế thiên tai, điều hoà khí hậu, góp phần bảo vệ môi trường.

Cơ sở của quy định đánh bắt các loài thuỷ hải sản: bảo vệ cá thể ở độ tuổi trước sinh sản để duy trì ổn định quần thể, khai thác lâu dài.