Az alkalmazkodóképesség
Az ökológiai adaptáció során az adott populáció beilleszkedik a környezetébe, ezáltal létrejön az ökológiai hatásokkal szembeni tolerancia. Az alábbi szabályok jól érzékeltetik, hogyan alkalmazkodnak az élőlények környezetükhöz. A Bergmann-törvény (méretszabály) szerint az azonos fajba és az azonos rokonsági körbe tartozó fajok hűvösebb éghajlat alatt átlagosan nagyobbak. Testhőmérsékletük szabályozását ugyanis a test felületének és tömegének aránya szabja meg. A nagyobb méretű állatoknak tömegükhöz képest viszonylag kisebb a hőleadó felületük. A délsarki császárpingvin 120 cm, míg az Egyenlítő környékén élő galapagosi pingvin csak 50 cm magas. Az Allen-törvény (arányszabály) szerint az egy fajhoz tartozó és az azonos rokonsági körbe tartozó meleg éghajlaton élő egyedek testfüggelékei (fül, farok) hosszabbak, mint a hűvösebb éghajlaton élő állatoké. A megnövekedett felület ugyanis elősegíti a hőleadást. A Gloger-törvény (színszabály) szerint a száraz-hideg éghajlatú területeken élő állatok színe világosabb, mint a meleg-nedves élőhelyeken élő egyedeké. A mérsékelt és hideg égöv alatt gerinctelen állatok közül egyesek (például a rovarok) a kritikus érték alá süllyedt téli hideghez egyedfejlődésük megszakításával - -diapauza – alkalmazkodtak. Ilyen áttelelési folyamata a gerincesek körében is megfigyelhető, lásd a medvék téli álma, és a békák hibernációs, nyugalmi állapota. A külső környezet változásaihoz a növények is képesek alkalmazkodni, ez elsősorban a forma és a méret különböző variációban fejeződik ki.
A populációk
Az azonos fajhoz tartozó élőlények egyedei, amelyek adott helyen és időben együtt élnek és egymás között szaporodnak, a faj folytonosságát fenntartó szaporodásközösséget, a populációt alkotják, melynek tulajdonságai az egyedre nem csak az egyedek csoportjára jellemzők. A populáció nagyságát kifejezhetjük az egyedszámmal. Ha egy területen összeszámoljuk egy adott faj egyedeinek a számát, akkor megkapjuk a populáció abszolút nagyságát. De ez nem alkalmas összehasonlításra, ezért inkább azt adjuk meg, hogy egységnyi területen vagy térfogatban hány egyedet találtunk. Ezt az értéket a populáció sűrűségének nevezzük. Ez azonban még mindig nem tökéletes, mert a populációban az egyedek téreloszlása eltérő. A legritkább az egyenletes eloszlás – például az énekesmadarak populációi. Gyakoribb az egyenlőtlen (véletlenszerű) eloszlás. A felhalmozódó eloszlás főként a növényekre jellemző, a szaporodási sajátságokkal kapcsolatos - indák, sarjak (eper). A szigetszerű eloszlás jellemző például a magashegységek párnanövényzetére, vagy a vaddisznófalkákra. A természetes populációkban együtt élnek a különböző korosztályok. Ezért egy populáció szerkezetére az egyedek koreloszlása is jellemző tulajdonság. A természetes populációk egyedszáma az idő múlásával folyamatosan változik. Ezt alapvetően a populációban történő születések és halálozások száma befolyásolja. Potenciális - reális szaporodóképesség. A populációk növekedését az egyedszám meghatározott idő alatti változásával fejezhetjük ki (születés, halálozás, ki-, bevándorlás). Egy fiatal populációban a születések száma jóval meghaladja a halálozások számát, az egyedszám növekedése felgyorsul - korlátlan növekedés. Egy ideig, mert a környezet eltartóképessége határt szab a populáció növekedésének. Így valósul meg a korlátozott növekedés, melynek görbéje eleinte hasonlít a korlátlan növekedéséhez, de egy idő után stabillá válik. A szaporodáshoz nem egyformán járulnak hozzá a populációt alkotó különböző korosztályok. Az egyedek életkora tehát jelentősen befolyásolja a szaporodóképességet. Azok a populációk, amelyekben a legtöbb egyed halának oka a az öregség, csak a civilizált emberi és mesterséges populációkra vonatkozik. Vannak, ahol az egyedek halálozási valószínűsége minden életkorban egyforma - énekesmadarak. A leggyakoribb eset, amikor az egyedek többsége rövid idő alatt elpusztul, a többi azonban nagy valószínűséggel éri el az ivarérett kort (ilyenkor nagy számú utód van). Az ivarérettséget elért egyedek termékenysége is fajok szerint váltakozik. Egyes élőlények halálukig termékenyek maradnak (bükkfa). Az élőlények másik típusára egy idő után csökkenő, vagy megszűnő termékenység jellemző (ember). A populációk egyedszámát a vándorlás is befolyásolja.
Egyedszámváltozás
Egy életközösségben a legkönnyebben felismerhető és elkülöníthető csoport az azonos fajhoz tartozó egyedeké, amelyek a szaporodás és átörökítés révén közös – ha nem is azonos – öröklött tulajdonságokkal rendelkeznek. A környezettel szemben támasztott igényük és viselkedésük hasonló, kapcsolataik ezért egyszerűbbek, áttekinthetőbbek. Az ökológiában egy meghatározott térben együtt élő, azonos fajú és szaporodási közösséget alkotó egyedek csoportját populációnak (más szóval démnek) nevezik. A populáció az életközösségben részt vevő egyedek számával (N) vagy a sűrűséggel (denzitás, N/területegység) jellemezhető. Az egyedszám alakulása a populációra jellemző szaporodási és halálozási viszonyoktól függ, amelyet a be- és elvándorlás (migráció) mértéke módosít. A szaporodási ráta (natalitás) az adott időszakra vonatkoztatott utódlétszám. Általában a populáció valamennyi egyedére vonatkoztatva szokás megadni. Állatpopulációk esetében a szaporodóképességet a nőivarú egyed összes utódainak számával, a termékenységgel (fertilitás) fejezik ki. A szaporodási ráta szorosan összefügg a populáció szaporodásra képes egyedeinek számával, vagyis a koreloszlással és az ivararánnyal. A lehetséges utódok számát alapvetően a faj szaporodásbiológiai sajátosságai határozzák meg (magtermés mennyisége és gyakorisága, peteszám, alomszám, generációk száma évente stb.), amely alapján a potenciális szaporodási ráta kiszámítható. Ennek azonban csak elméleti jelentősége van, mert a tényleges (aktuális) szaporodási ráta ennél lényegesen kisebb érték. Fás növények esetében a potenciális és aktuális szaporodási ráta különbsége 3–5 nagyságrendet is elérhet. A halálozási ráta (mortalitás) a populációban egy időegység alatti halálozások arányát adja meg. Reciproka a túlélési ráta. A halálozási rátát a faji adottságok és a koreloszlás mellett a sűrűséggel összefüggő versengési feltételek is jelentősen meghatározzák. Korosztályonként elemezve a mortalitás, illetve túlélés jellegzetes lefutású görbéket ad, amelyeket három alaptípusba lehet sorolni:
- korral exponenciálisan növekvő mortalitás (ember, fejlett országokban),
- korral alig változó mortalitás (madarak, ember, fejlődő országokban),
- korral exponenciálisan csökkenő mortalitás (az élőlények nagy részére érvényes, pl. fákra is)
A korosztályok adataiból összeállítható koreloszlást a felsorolt demográfiai tényezők határozzák meg. Alakulásából következtetni lehet a populáció dinamizmusára (felfutó – stagnáló – elöregedő), egyúttal jól tükrözi a populációra ható külső hatásokat is (pl. természeti csapások).
Kapcsolódó információk: