Populaation määritelmä
Ekologiassa populaation määritelmä onkin samalla alueella samaan aikaan elävät saman lajin edustajat, jotka kykenevät tuottamaan lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä keskenään. Esimerkiksi kaikki Turun asukkaat voisivat muodostaa yhdessä populaation.
Mutta voihan turkulaisetkin lähteä Turusta pois ja muuttaa muualle Suomeen. Suomen kaupunkien voidaan ajatella kukin muodostavan oman paikallispopulaationsa. Nämä paikallispopulaatiot muodostavat yhdessä metapopulaation.
Populaation tutkiminen
Mitä populaatiosta voidaan tutkia? No, populaation tutkittavia ominaisuuksia on mm. koko ja tiheys, ikä- ja sukupuolijakauma sekä sen levintätyyppi.
Populaation kokoon ja tiheyteen vaikuttaa neljä muuttujaa: syntyvyys, kuolevuus, tulo- ja lähtömuutto. Syntyvyys ja tulomuutto lisää kokoa, kuolleisuus ja lähtömuutto pienentää sitä.
Populaation koon mittaus
Miten populaation koko voidaan mitata?
Menetelmiä on monia, joista yksi yleisimmistä on Lincolnin indeksi eli pyynti-uudelleenpyynti-menetelmä. Siinä siis otetaan populaatiosta satunnainen joukko kiinni, merkitään ne, ja jonkin ajan kuluttua pyydetään uudestaan. Toisella kerralla lasketaan, kuinka monta pyydetyistä on jo merkattuja. Tämän suhteen avulla voidaan selvittää, kuinka paljon populaatiossa on suurin piirtein yksilöitä.
Populaation rakenne ja levintätyyppi
Sukupuolijakauma on yleensä populaatiolla kuin populaatiolla tasainen, mutta toki poikkeuksiakin löytyy. Esim. ampiaispopulaatiossa on keväisin vain naaraita.
Ikäjakauma vaihtelee samojen muuttujien mukaan kuin sen kokokin. Ikärakenne voidaan esittää ikäpyramidillä: leveätyvisempi pyramidi todennäköisesti kasvaa, kun tyveltään kapeampi pienenee.
Lopuksi populaatiota voidaan kuvailla sillä, kuinka yksilöt alueella levittäytyvät. Tyyppejä on kolmenlaista: ryhmittäistä (mm. jotkin kalapopulaatiot tykkäävät uida isoissa porukoissa), säännöllistä (esim. pingviinit, kun hautovat muniaan) ja satunnaista (mm. metsän puut).
Populaation kasvu
Populaation kasvun kuvaamiseen käytetään kahta käyrää: eksponentiaalista sekä logistista.
Lähdetään liikkeelle eksponentiaalisesta käyrästä.
Kuten nimestä voisi päätellä, silloin kasvu on hyvin suurta. Se johtuu siitä, että eliöpopulaation kasvua hidastavia ympäristöresursseja ei ole, tai ne ovat liian pieniä.
Tällöin kasvu pääsee valloilleen ja jatkuu, kunnes tiheydestä riippuva ympäristötekijä hidastaa sitä. Tällainen tiheyteen riippuva ympäristöresurssi voisi olla vaikka ravinto: mitä enemmän sitä syödään, sitä nopeammin se kuluu loppuun. Toinen esimerkki voisi olla loisien ja sairauksien yleistyminen populaatiossa.
Näin ollen ennen pitkää populaation kasvu loppuu kokonaan. Silloin puhutaan logistisesta käyrästä. Siinä kasvun rajat asettaa ympäristön kantokyky. Lopulta populaation koko alkaa aaltoilla ympäristön kantokyvyn molemmin puolin.
Loppujen lopuksi vaikka jokin populaatio voi alussa näyttää kasvavan eksponentiaalisen käyrän mukaisesti, jossain kohtaa ympäristön kantokyky tulee vastaan, ja kasvu hidastuu ja lopulta loppuu kokonaan.
Kanta saattaa jopa romahtaa. Tällainen epäsäännöllinen suuri kannanvaihtelu on yleistä joillakin eliölajeilla, kuten lapin myyrillä.
Yksi keino estää populaation tiheyden kasvamisen liian suureksi on monien eläinten reviirikäyttäytyminen. Näin ollen jos populaatio kasvaa, sen pitää levittäytyä myös uusille alueille.