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

NGT x SaySci Ep.10 “วิทยาศาสตร์เบื้องหลังช็อกโกแลต”

พวกเราหลายคนชื่นชอบการทานช็อกโกแลต เราเสพติดในความหอมหวาน และรสชาติอันน่าหลงใหล แต่เหตุผลกลไกอะไรในสมองของเรา ที่ทำให้เราโหยหาของหวานสีเข้มชนิดนี้? วิทยาศาสตร์มีคำตอบ

การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ และวงกลม

การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ และวงกลม เป็นการเคลื่อนที่รูปแบบหนึ่งของวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยมีการเคลื่อนที่ไปพร้อมกันทั้ง 2 มิติ การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ (Projectile Motion)  คือ การเคลื่อนที่ของวัตถุในวิถีโค้ง ซึ่งประกอบด้วยการเคลื่อนที่ในแนวระดับจากแรงกระทำต่อวัตถุและการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งจากอิทธิพลของแรงดึงดูดโลก ซึ่งก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุอย่างอิสระไปพร้อมกันในทั้ง 2 มิติ เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ถูกขว้างออกไปในอากาศ หรือการยิงลูกธนูไปยังเป้าหมาย ลักษณะทั่วไปของ การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ มีแนวการเคลื่อนที่วิถีโค้งแบบ “พาราโบลา” (Parabola) มีการกระจัดใน 2 ลักษณะเกิดขึ้นที่ในเวลาเดียวกันและเป็นอิสระต่อกันคือ การกระจัดในแนวระดับ คือ การเคลื่อนที่ของวัตถุภายใต้ความเร็วคงที่ในแนวราบ วัตถุต้องมีความเร็วเริ่มต้นหรือได้รับแรงกระทำจากภายนอก และการกระจัดในแนวดิ่ง คือ การเคลื่อนที่ของวัตถุภายใต้ความเร่งคงที่ จากแรงโน้มถ่วงของโลก เช่นเดียวกับการตกอย่างเสรีของวัตถุในอากาศ วัตถุใช้เวลาในการเคลื่อนที่ทั้งในแนวระดับและในแนวดิ่งเท่ากัน ข้อเท็จจริงจากการทดลอง การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ในระดับและแนวดิ่งที่เป็นอิสระต่อกัน ซึ่งมีความหมายว่าความเร็วเริ่มต้นในแนวระดับ ไม่มีผลต่อการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งแต่อย่างใด หากทำการทดลองโดยการปล่อยวัตถุตกลงสู่พื้นในแนวดิ่งและขว้างวัตถุออกไปในแนวระนาบ ณ ที่ระดับความสูงเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นการขว้างด้วยแรงกระทำเท่าใด วัตถุดังกล่าวจะตกถึงพื้นพร้อมกันเสมอ  ดังนั้น จึงสามารถสรุปได้ว่า การเคลื่อนที่ของวัตถุแบบโพรเจกไทล์ เกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของโลกเพียงแรงเดียว โดยมีขนาดของความเร็วเริ่มต้นและมุมกระทบที่ส่งผลต่อระยะทางการเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวระดับ การเคลื่อนที่แบบวงกลม (Circular Motion) คือ การเคลื่อนที่ 2 […]

นักวิจัยไทยถึงขั้วโลกเหนือแล้ว พบน้ำทะเลขั้วโลกอุ่นขึ้น 5 องศาฯ

ทีมนักวิจัยไทยดำน้ำสำรวจขั้วโลกเหนือ พบวิกฤติโลกร้อน ทำพฤติกรรมการกินของสัตว์เปลี่ยนไป สาหร่าย แมงกะพรุนเพิ่มจำนวนขึ้น และพบขยะพลาสติก

ภารกิจตามหาญาติของมนุษย์ฮอบบิท

บรรดาชนเผ่าปิ๊กมี่ (pygmies) ที่อาศัยอยู่บนหมู่เกาะฟลอเรส พวกเขามีร่างกายเล็กแคระไม่ต่างจากมนุษย์โฮโม ฟลอเรเสียนซิส หรือมนุษย์ฮออบบิทที่เคยมีชีวิตอยู่เมื่อหลายหมื่นปีก่อน และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าพวกเขามีสายสัมพันธ์ข้องเกี่ยวกันหรือไม่?