多様性の生物学
第12回 個体群の生態学
和田 勝
東京医科歯科大学教養部
個体より上位の階層
生物圏
(biosphere)
生態系
(ecosystem)
生物群集 (community)
個体群
(population)
個体
(individual)
生態学
生態学(ecology)の用語
Henry David Thoreauの書
簡の中に、この言葉が見
られる。
Ernst Haeckelが定義付け
をしている。
生態学
oikos(家庭) + logos(学)から
「生物とその環境との相互作用の科
学的研究」(1869)
Charles Krebsの定義(1972)
「生物個体の分布と数を決
めている相互作用の研究」
http://www.zoology.ubc.ca/~krebs/
生態学の扱う対象
生物圏
(biosphere)
生態系
(ecosystem)
生物群集 (community)
個体群
(population)
個体
(individual)
個体群生態学
生態学では個体群を次のように定義
する。
「個体群とは、ある限られた空間に生
息し、多少ともまとまりを有する一種
類の生物個体の集合」
個体群生態学では、個体群を対象に
各個体の分布や数の変動を記述し、
その過程、要因を研究
個体群生態学
個体群密度と分布パターン
その変動(成長、季節的変動など)
この2つのパラメーターは次の2つ
の条件によって規定される。
環境収容力
資源(resource)
(carrying capacity)
制限要因(limiting factors)
個体群の分布
http://web3.incl.ne.jp/wind/week/401/2004-1-11.htm
http://www1.u-netsurf.ne.jp/~khag/muku01.htm
個体群の分布
個体群密度測定
空中からセンサス(aerial census)
セレンゲティ国立公園内のアフリカスイギュウの群れ
個体群密度測定
Census of white-tailed deer in the winter by US Fish &
Wildlife Service
個体群密度推定
標識再捕獲法(Mark-recapture method)
個体群の個体総数をN
捕獲標識個体数をM
再捕獲個体数をn
標識再捕獲個体数をRとすれば
n
N
nM
=
N=
M
R
R
計算が成り立つ前提
1)各個体は同じ確率で捕獲されなけ
ればならない。
2)標識をつけた個体とつけていない
個体の間に差が生じない。
3)標識をつけて放したとき、個体群
の中にランダムに拡散。
4)移入や繁殖によって非標識個体が
著しく増加しない。
前提を満たすために
捕獲方法、標識方法、1回目と2回目
の捕獲の間隔などを慎重に選ぶ必要
分母の標識再捕獲個体数(R)によっ
てNが大きな影響を受けるので、Rの
数を大きく取れるようにnの数を大きく
標識再捕獲法の例
資源量の推定(lobster)
Catch
Marking
http://www.bigelow.org/srs/lobstertag.html
標識再捕獲法の例
標識再捕獲法の例
Results from the first year of the study indicate markrecapture-based estimates are consistent with diver counts on
the same 1-square-kilometer area of seabed.
標識再捕獲法の例
Population Dynamics of Soay sheep on
Hirta (St. Kilda archipelago - Scotland)
http://www.zoo.cam.ac.uk/zoostaff/larg/pages/SoaySheepSurvivalSite2.html
標識再捕獲法の実習
http://nsm1.nsm.iup.edu/rgendron/Biol362_Photos.shtml
標識再捕獲法の実習
下のサイトを参照して、2色のビーズを
使って模擬実験を行なうことができる。
どのくらい正確に推定できるか試して
みよう。
http://www.biology.duke.edu/cibl/exercises/mark_recapture.htm
標識再捕獲法の例
コウモリの個体群がテキサスのある
橋の下に住んでいる。月曜日に50頭
をネットで捕獲、標識して放した。火曜
日に同じように100頭を捕獲、うち13頭
に標識があった。
この橋の下の個体群数は何頭か。
答えは385頭
センサス
大型でない個体の場合は、双眼鏡や
望遠鏡で観察して記録。
センサス
ラインセンサスやタイムマッピング法
など、いろいろな方法がある。
個体群中の個体の移動
小型の発信器の利用
Microhabitat Selection and Movement Patterns of Black Rat Snakes
(Pantherophis obsoletus obsoletus) in the Western Piedmont of North
Carolina
発信器の利用
チータの保護に利用
発信器の利用
ウミガメの移動経路の解明
http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994677
発信器と人工衛星の利用
http://www.bsc-eoc.org/lpbo/swans/swans.html
発信器と人工衛星の利用
日本でも、ツルの渡りなどに利用して
成果をあげている。
ナベツルの渡りのルートの解明、朝鮮
半島の休戦ラインが途中の休息地(
stopover)となっている。
個体群の成長
一定期間の個体群の増加は
その時期に生
その時期に死
ー
まれた個体数
亡した個体数
で表わすことができる。
数式で表わせば、、、
個体群の成長
ΔN/Δt=B-D
個体群の大きさをN、出生率を
b、死亡率をdで表わせば
ΔN/Δt=bN-dN=(b-d)N
ΔN/Δt=rN
r=b-d(成長率)とする
個体群の成長
dN/dt=rN
理想的な環境では増加率は最大に
なるはずなので、rはrmaxとして
dN/dt=rmaxN
個体群の成長
個体群の成長
実際には、ゾウリムシはこのように無
限に増えていくことはできない。ビーカ
ーの大きさがゾウリムシの収容する数
を規定するからである。環境の収容力
(K)をここに導入する。
dN/dt=rmaxN(1-N/K)
個体群の成長
ロジスティックモデルは
実際の個体群に当てはまるか?
個体群の成長を抑制する因子
個体群の成長を抑制する因子
ヒト個体群の成長
こ
の
先
ど
う
な
る
の
群集と生態系の生態学
食物連鎖
群集と生態系の生態学
食物連鎖を系として閉じる役割をする
分解者
群集と生態系の生態学
二次消費者
一次消費者
消費者
生産者
分 解 者
群集と生態系の生態学
群集と生態系の生態学
群集と生態系の生態学
生態系における循環
生態系における循環
生態系における循環
生態系における循環
持続可能な成長
窒素やリンや炭素は循環しているが、
人はこれを無視した牧畜、農業を行な
い、食物網を破壊している。
人が新たに作り出した化学物質を環
境に放出し、高次捕食者に食物連鎖
を通じて蓄積し、その生物の繁殖に大
きな影響を与えたりしている。
持続可能な成長(sustainable growth)
は可能か?
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第12回講義の内容 - 東京医科歯科大学