ประชากร ในระบบนิเวศ หมายถึงอะไร และทำไมเราต้องศึกษาเรื่องนี้

ประชากร ในระบบนิเวศ

ทฤษฎีเรื่อง ประชากร (Population) เป็นเรื่องที่นำมาประยุกต์ใช้กับสิ่งมีชีวิตต่างๆ เพื่อประเมินและคาดการณ์ปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต เช่น การกระจายพันธุ์ จำนวนประชากรในพื้นที่ โอกาสการรอดชีวิต และโอกาสการเกิดชนิดพันธุ์ใหม่

ประชากร (Population) คือ กลุ่มของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (Single Species) ที่อาศัยอยู่ร่วมกันในพื้นที่หรือในอาณาบริเวณเดียวกัน ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง โดยมีการทำกิจกรรมร่วมกันหรือมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันภายในกลุ่มประชากรดังกล่าว

การอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิต ก่อให้เกิดลักษณะเฉพาะของกลุ่มประชากร เช่น ขนาดหรือจำนวนประชากร (Population Size) และความหนาแน่น (Population Density) ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญในการศึกษาประชากรในระบบนิเวศ จากทั้งอัตราการเกิด-การตาย การอพยพเข้า-ออก และการกระจายตัวของกลุ่มอายุ ตลอดจนความสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นภายในกลุ่ม ทั้งในด้านการช่วยเหลือเกื้อกูล การแก่งแย่งแข่งขันกัน และความสัมพันธ์หลายรูปแบบที่มีต่อกลุ่มประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ในระบบนิเวศ

ลักษณะสำคัญของประชากร

ความหนาแน่นประชากร (Population Density) คือ จำนวนประชากรต่อหน่วยพื้นที่ สำหรับสิ่งมีชีวิตบนบก หรือต่อหน่วยปริมาตรสำหรับสิ่งมีชีวิตในน้ำ 

การกระจายตัวของประชากร (Dispersion) คือ การกระจายตัวของสมาชิกภายในกลุ่มประชากรในพื้นที่อยู่อาศัย โดยมีปัจจัยทางสภาพแวดล้อมที่ส่งผลต่อลักษณะการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตดังกล่าว การกระจายของประชากรสามารถจำแนกออกเป็น 3 รูปแบบ ดังนี้

  • การกระจายแบบกลุ่ม (Clumped Dispersion) คือ การกระจายตัวของประชากรที่ไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งบริเวณ โดยมีการกระจุกตัวเป็นกลุ่ม ๆ อยู่บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ซึ่งการกระจายตัวแบบกลุ่มเป็นรูปแบบประชากรที่พบเห็นได้มากที่สุดในธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพวกสัตว์ต่าง ๆ ซึ่งมีพฤติกรรมการอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มหรือสังคม เนื่องจากปัจจัยการดำรงชีวิต เช่น แหล่งน้ำ แหล่งอาหาร ที่ไม่สมบูรณ์ 
  • การกระจายแบบสม่ำเสมอ (Uniform Dispersion) คือ การกระจายตัวของประชากรที่มีการจัดระเบียบ จากปัจจัยการดำรงชีวิตที่มีอยู่อย่างค่อนข้างจำกัด แต่กระจายอยู่ทั่วทั้งบริเวณอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งส่งผลให้สิ่งมีชีวิตจึงเป็นต้องจัดระเบียบการอยู่ร่วมกัน เพื่อให้สามารถเข้าถึงปัจจัยต่าง ๆ ได้อย่างทั่วถึง
  • การกระจายแบบสุ่ม (Random Dispersion) คือ การกระจายตัวของประชากรที่ปราศจากแบบแผนใด ๆ เนื่องจากเป็นบริเวณที่มีปัจจัยที่จำเป็นเพียงพอต่อทุกชีวิต อีกทั้งยังมีการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่อาศัยได้ในทุกอาณาบริเวณ การแก่งแย่งแข่งขันจึงไม่สูงนักในกลุ่มประชากร

โครงสร้างอายุประชากร (Age Structure) คือ ลักษณะการกระจายตัวของอายุสมาชิกในกลุ่มประชากร โดยในทางนิเวศวิทยาสามารถแบ่งโครงสร้างอายุประชากรออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่

 

 

  • วัยก่อนเจริญพันธุ์ (Pre-reproductive Age) คือ สมาชิกซึ่งยังไม่พร้อมสืบพันธุ์
  • วัยเจริญพันธุ์ (Reproductive Age) คือ สมาชิกในวัยสืบพันธุ์
  • วัยหลังเจริญพันธุ์ (Post-reproductive Age) คือ สมาชิกซึ่งไม่สามารถสืบพันธุ์ได้อีกแล้ว

โครงสร้างอายุประชากรทั้ง 3 กลุ่ม สามารถนำมาแสดงเป็นสัดส่วนบนแผนภาพ โดยใช้การแสดงพื้นที่แทนจำนวนโครงสร้างอายุประชากรที่เรียกว่า “พีระมิดอายุ” (Age Pyramid) 

 

  • อัตราส่วนเพศ (Sex Ratio) คือ อัตราส่วนเพศของสิ่งมีชีวิต ซึ่งสิ่งมีชีวิตต่างชนิด มักมีอัตราส่วนระหว่างเพศผู้และเพศเมียแตกต่างกันออกไป โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตหรือสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัย เป็นต้น
  • อัตราการเกิด-การตาย (Birth – Death Rate) คือ การเพิ่มขึ้น-ลดลงของจำนวนประชากรในหนึ่งหน่วยเวลา 
  • การอพยพเข้า-ออก (Immigration – Emigration) คือ การเคลื่อนย้ายประชากรจากกลุ่มหนึ่งไปรวมกับอีกกลุ่มหนึ่ง ซึ่งส่งผลต่อขนาดและจำนวนของประชากรดั้งเดิม
ประชากร, ประชากรศาสตร์, พีระมิดประชากร
ตัวอย่างแผนภูมิแสดงแนวโน้มประชากรในรูปแบบพีระมิดประชากร

การเติบโตของประชากร (Population Growth)

การเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากรเกิดขึ้นอยู่อย่างสม่ำเสมอในธรรมชาติ (Population Dynamics) ทั้งจากอัตราการเกิดใหม่ การตาย การอพยพเข้า และการอพยพออกของประชากรในกลุ่ม ซึ่งการเติบโตของประชากรในช่วงเวลาใดช่วงเวลาหนึ่งมักเกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์เป็นหลัก ซึ่งเป็นการเพิ่มจำนวนประชากรขึ้นสูงสุดตามวิถีทางธรรมชาติ จากรูปแบบการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตใน 2 ลักษณะ ดังนี้ 

  1. สืบพันธุ์ครั้งเดียวในช่วงชีวิต (Semelparity หรือ Single Reproduction) คือ สิ่งมีชีวิตเมื่อเติบโตเต็มวัยแล้ว หลังการผสมพันธุ์และวางไข่จะเสียชีวิตทันทีเมื่อสิ้นสุดกระบวนการดังกล่าว เช่น แมลงชีปะขาว ผีเสื้อ และตัวไหม
  2. สืบพันธุ์ได้หลายครั้งในช่วงชีวิต (Iteroparity หรือ Multiple Reproduction) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถสืบพันธุ์ได้หลายครั้งตลอดช่วงชีวิต เช่น สัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหลาย ไม่ว่าจะเป็นมนุษย์ แมว นก หรือพืชยืนต้น เช่น มะม่วง กระท้อน และขนุน

ประชากร, ประชากรในระบบนิเวศ

รูปแบบการเติบโตของประชากร

  • การเติบโตของประชากรแบบเอกซ์โพเนนเชียล (Exponential Population Growth) คือ การเพิ่มจำนวนขึ้นของประชากรแบบทวีคูณ มักพบในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์เพียงครั้งเดียวในช่วงชีวิต เช่น แมลงต่าง ๆ 
  • การเติบโตของประชากรแบบลอจิสติก (Logistic Population Growth) คือ การเพิ่มจำนวนขึ้นของประชากรภายใต้ปัจจัยทางสภาพแวดล้อมหรือการมีตัวต้านทานในธรรมชาติ เช่น ปัจจัยที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตซึ่งมีอยู่อย่างจำกัด (Carrying Capacity) ไม่ว่าจะเป็นอาหาร พื้นที่อยู่อาศัย พื้นที่สำหรับการวางไข่หรือการเลี้ยงดูตัวอ่อน ตลอดจนข้อจำกัดทางสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ เช่น ปริมาณน้ำฝน ความชื้นในอากาศ อุณหภูมิ และสภาพความเป็นกรดด่าง เป็นต้น

สืบค้นและเรียบเรียง


ข้อมูลอ้างอิง

มหาวิทยาลัยรามคำแหง – http://old-book.ru.ac.th/e-book/c/CU474/chapter11.pdf

โครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชน โดยพระราชประสงค์ในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว – http://saranukromthai.or.th/sub/book/book.php?book=17&chap=3&page=t17-3-infodetail06.html

Nature Education – https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/density-and-dispersion-19688035/

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ – https://biology.mwit.ac.th/Resource/EcoPWPpdf/popeco_60.pdf


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ความหลากหลายทางชีวภาพ 

 

เรื่องแนะนำ

องค์ประกอบหลักของโลก : แผ่นดิน ผืนน้ำ และบรรยากาศ

องค์ประกอบหลักของโลก ต่างสัมพันธ์กันตั้งแต่พื้นดินไปจนถึงชั้นบรรยากาศ ต่างหลอมหลวมและมีปฏิสัมพันธ์กันก่อให้เกิดความมีชีวิต โลกเปรียบเสมือนระบบขนาดใหญ่ (Earth as a System) ที่ความสัมพันธ์และความเชื่อมโยงกันขององค์ประกอบต่างๆ ส่งผลให้ดาวเคราะห์สีน้ำเงินดวงนี้มีคุณสมบัติและเอกลักษณ์เฉพาะตัว ทั้งความหลากหลายและการก่อเกิดของชีวิต โลกเป็นดาวเคราะห์ที่เกิดการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา (Dynamic Planet) และ องค์ประกอบหลักของโลก มีทั้งหมดหลัก 4 ส่วน คือ ธรณีภาค (Geosphere) คือส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด รวมไปถึงหิน ดิน และแร่ธาตุ จากเปลือกโลกไปจนถึงแก่นดวงดาว ธรณีภาค คือส่วนที่ก่อให้เกิดลักษณะภูมิประเทศต่างๆ เช่น ภูเขาสูง ที่ราบ และหน้าผาสูงชัน รวมไปถึงการกำเนิดและพังทลายของหินชนิดต่างๆ ที่ทำให้เกิดการหมุนเวียนของแร่ธาตุ เกิดวัฏจักรหิน (Rock cycle) สร้างองค์ประกอบของดินที่ส่งผลต่อทรัพยากรธรรมชาติและสภาวะแวดล้อม สร้างถิ่นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต โลกมีหินทั้งหมด 3 ประเภท ได้แก่ 1) หินอัคนี (Igneous rocks) คือ หินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืด (Magma) จากชั้นเนื้อโลกที่เย็นตัวลงและเกิดการตกผลึก ทั้งบนผิวโลกและใต้พื้นโลก เช่น หินแกรนิต […]

กลุ่มดาว บนท้องฟ้า (Constellations)

ความเชื่อและการศึกษาเรื่อง กลุ่มดาว นับตั้งแต่มนุษย์ดำรงอาศัยอยู่บนโลกใบนี้ ปริศนาของวัตถุบนท้องฟ้าเป็นสิ่งที่ถูกให้ความสำคัญตลอดมา ผู้คนเฝ้ามองผืนฟ้าอันกว้างใหญ่ ทำการจดจำและบันทึกการปรากฏขึ้นของ กลุ่มดาว และใช้แสงสว่างเล็กๆ เหล่านี้เป็นเครื่องเตือนเวลา และนาฬิกาที่บ่งบอกการผันเปลี่ยนของฤดูกาล ใช้เป็นเข็มทิศนำทาง รวมถึงการนำโลกของดวงดาวมาเป็นแรงบันดาลใจในการสร้างสรรค์ตำนาน และนิทานพื้นบ้านในหลากหลายวัฒนธรรม มนุษย์ทำการรวบรวมดวงดาวที่ส่องสว่างเหล่านี้เข้ามาไว้ด้วยกันตามความคิด จินตนาการและความเชื่อ จนกลายเป็นต้นกำเนิดของ  “กลุ่มดาว” มากมายที่เรารู้จักในปัจจุบันนี้ กลุ่มดาว (Constellations) คือ กลุ่มของดาวฤกษ์ที่ถูกกำหนดขึ้น ผ่านการเชื่อมต่อกันเป็นรูปร่างต่างๆ ตามจินตนาการในอวกาศสามมิติ ซึ่งในอดีตมนุษย์เราเชื่อว่าดวงดาวแต่ละดวงถูกตรึงไว้บนผิวของทรงกลมขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “ทรงกลมท้องฟ้า” (Celestial sphere) โดยอยู่ห่างจากโลก ซึ่งเป็นจุดศูนย์กลางในระยะทางที่เท่ากัน จึงได้รวบรวมดวงดาวที่อยู่ใกล้เคียงกันเป็นกลุ่มตามจินตนาการ ไม่ว่าจะเป็นคน สัตว์ สิ่งของ หรือเทพเจ้าในตำนาน เรียกรวมกันเป็นกลุ่มดาว อ่านเพิ่มเติมเรื่อง การกำเนิดดาวฤกษ์ แต่ในความเป็นจริงแล้ว ดวงดาวแต่ละดวงอยู่ห่างไกลกันมากในห้วงอวกาศ รวมถึงมีลักษณะที่แตกต่างกันออกไปอย่างสิ้นเชิง เช่น สี ขนาด รูปร่างและความสว่างของดาวแต่ละดวง แต่จากการที่ดวงดาวเหล่านี้ อยู่ห่างไกลจากโลกมากนัก มนุษย์จึงเห็นดวงดาวหยุดนิ่งอยู่กับที่ ทั้งๆ ที่ดาวฤกษ์ทุกดวงในจักรวาล มีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วและทิศทางที่แตกต่างกันออกไปอยู่ตลอดเวลา ส่งผลให้กลุ่มดาวที่เราสังเกตเห็นในอดีตเมื่อหลายหมื่นปีก่อน มีระยะห่างระหว่างดาวแต่ละดวงหรือรูปร่างแตกต่างออกไปจากกลุ่มดาวที่เราพบเห็นในปัจจุบัน รวมไปถึงการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้นอีกในอนาคตหลายหมื่นปีข้างหน้าอีกด้วย ปัจจุบัน มีกลุ่มดาวที่มนุษย์ศึกษามีทั้งหมด […]

วิวัฒนาการกระดูกมนุษย์อาจเกี่ยวข้องกับอาการปวดข้อเข่า

การยืนสองขาของมนุษย์ในปัจจุบันอาจไม่ได้ส่งผลดีเสมอไปเมื่อเทียบกับการเดินสี่ขาของบรรพบุรุษมนุษย์ ร่างกายที่แบกรับน้ำหนักมากกว่า อาจส่งผลให้เกิดปัญหาข้อเข่าเสื่อมตามมา