Quần thể sinh vật là một khái niệm Sinh học mà chắc hẳn ai cũng từng học qua. Tuy nhiên, khái niệm này đôi khi vẫn bị nhầm lẫn với một số khái niệm khác nhau quần xã, hệ sinh thái,… Vậy quần thể là gì? Quá trình hình thành và phát triển của một quần thể diễn ra như thế nào? Cùng Thegioimay.org giải đáp những thắc mắc trong bài viết dưới đây nhé!
Nội dung chính
Quần thể là gì?
Trong sinh học, quần thể được hiểu là một tập hợp các cá thể sinh vật cùng chung giống loài, cùng sống trong không gian xác định, tại một thời điểm nhất định, có cùng lịch sử phát triển và cách ly hoàn toàn với những quần thể giống loài khác. Đặc biệt, các cá thể trong quần thể có khả năng sinh sản và tạo ra những thế hệ mới.
Khái niệm “quần thể” hiện được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam, là một thuật ngữ dịch từ tiếng Anh của từ “population” dùng trong sinh thái học, di truyền và học thuyết tiến hóa thuộc ngành sinh học. Nhiều người thường nhầm lẫn khái niệm này với từ “dân số”, cũng được viết là population.
Các cá thể trong quần thể có thể chỉ sinh sản theo hình thức hữu tính hoặc sinh sản vô tính, có một số quần thể sinh sản với cả 2 hình thức. Những cá thể được xem là trong cùng một quần thể khi thỏa mãn những điều kiện sau:
- Các cá thể cùng thuộc một giống loài, đặc biệt hơn là có chung một vốn gen. Giữa chúng thường xuyên tồn tại quan hệ sinh sản.
- Thường phân bố trong cùng một không gian sẽ được gọi là sinh cảnh trong hệ sinh thái.
- Cùng có lịch sử hình thành và phát triển chung, có nghĩa là đã cùng trải qua nhiều thế hệ chung sống.
- Cùng tồn tại trong một thời điểm đang xét đến.
Ví dụ điển hình về một quần thể là một đàn khỉ tụ tập và sống cùng nhau, trải qua nhiều đời sống cùng một nơi. Giữa chúng có mối quan hệ họ hàng, cùng che chở và bảo vệ lẫn nhau, cùng chăm sóc cho các khỉ con được sinh ra trong đàn.
Một ví dụ khác để bạn dễ hình dung về quần thể là một đàn ếch trong một hồ nước, chúng cùng trải qua vài thế hệ sống với nhau. Đàn ếch này sinh sống và phát triển trong hồ nước tách biệt với các đàn khác, nghĩa là chúng có cách ly với quần thể ếch ở nơi khác.
>>> Bài viết tham khảo: Dải hội tụ nhiệt đới là gì? Ảnh hưởng của dải hội tụ nhiệt đới với VN
Những đặc trưng cơ bản của quần thể là gì?
Kích thước và mật độ quần thể
Kích thước của quần thể được hiểu là tổng số cá thể sống trong quần thể đó để phù hợp với điều kiện nguồn sống, không gian mà nó chiếm cứ. Với những loài có kích thước cơ thể nhỏ thường sẽ tồn tại trong quần có thể có kích thước lớn, và ngược lại, những loài có kích thước cơ thể lớn lại thường tồn tại trong một quần thể có kích thước nhỏ.
Mối quan hệ giữa kích thước của loài kích thước quần thể bị kiểm soát bởi nguồn nuôi dưỡng trong môi trường sống, đặc tính thích nghi của từng loài. Để tính được kích thước của quần thể, ta có công thức như sau:
Nt = No – D + B + I – E
Trong đó:
- Nt, No: Số lượng cá thể của một quần thể trong thời điểm t và to
- D: Mức độ tử vong
- B: Mức độ sinh sản
- I: Mức độ nhập cư
- E: Mức độ di cư
Trong công thức trên, mỗi đơn vị sẽ có một thuộc tính riêng, đặc trưng của loài đó và phụ thuộc vào môi trường sống.
Kích thước của quần thể sẽ có 2 mức độ là tối thiểu và tối đa.
- Mức tối thiểu: Đây là số lượng của các cá thể trong quần thể ở mức thấp, đảm bảo đủ khoảng cách cho cá thể có khả năng duy trì, phát triển số lượng. Nhờ đó thực hiện các mối quan hệ nội bộ giữa các cá thể với nhau, giúp duy trì vai trò của quần thể trong thiên nhiên. Nếu số lượng cá thể dưới mức này, quần thể sẽ bị suy thoái và diệt vong.
- Mức tối đa: Đây là số lượng các cá thể trong quần thể có thể đạt được cao nhất, tương ứng với các điều kiện của môi trường. Mức tối đa của kích thước quần thể không chỉ phụ thuộc vào điều kiện sống của môi trường mà còn nhiều yếu tố sinh thái khác.
Theo lý thuyết, kích thước của quần thể có thể phát triển đến mức vô hạn. Tuy nhiên trên thực tế, không gian và nguồn sống của môi trường đều có hạn và có thể bị chia sẻ với những loài, quần thể khác nên kích thước quần thể sẽ chỉ phát triển đến một giới hạn nhất định, cân bằng với điều kiện môi trường mà chúng đang sống.
Mật độ quần thể được hiểu là số lượng các cá thể trong quần thể trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích (nếu quần thể sống trong nước) mà quần thể đang sinh sống. Mật độ cho thấy khoảng cách trung bình giữa các cá thể trong không gian sống của quần thể.
Mật độ quần thể có ý nghĩa quan trọng trong sinh học. Nó là một tín hiệu sinh học, báo hiệu cho quần thể về trạng thái số lượng các cá thể để tự điều chỉnh. Khi số lượng cá thể tăng sẽ kéo theo sự gia tăng về mật độ quần thể, nguồn sống trong môi trường giảm đi, ô nhiễm môi trường,… Do vậy mà khiến cho sức sinh sản giảm, bệnh tật tăng cao làm cho nhiều cá thể bị chết, từ đó số lượng cá thể và mật độ cũng giảm đi.
Khi mật độ quần thể giảm thì nguồn sống cung cấp cho các cá thể lại nhiều lên, ô nhiễm môi trường giảm rõ rệt, sức sống của cá thể cũng tăng lên khiến số lượng cá thể tăng. Quá trình này lặp đi lặp lại như một vòng tuần hoàn, giúp cho quần thể luôn duy trì được số lượng phù hợp với điều kiện nguồn sống. có thể thấy, mật độ cũng chi phối hoạt động sinh lý của các cá thể trong quần thể.
Cách để xác định mật độ:
- Đối với quần thể vi sinh vật: Người ta thường đếm số lượng khuẩn lạc trong một thể tích môi trường được nuôi cấy xác định.
- Đối với thực vật nổi (phytoplankton) hoặc động vật nổi (zooplankton): Thường được đếm số lượng cá thể có trong 1 thể tích nước xác định.
- Đối với thực vật và động vật đáy (những loài ít di chuyển): Mật độ được xác định bằng số lượng cá thể trên ô tiêu chuẩn.
- Đối với cá trong vực nước: Xác định bằng cách đánh dấu cá thể sau đó bắt lại, từ đó tìm ra kích thước quần thể và suy ra mật độ.
Sự phân bố của các cá thể
Sự phân bố của cá thể là sự chiếm không gian của các cá thể trong sinh cảnh, phụ thuộc vào điều kiện sống trong môi trường và tập tính của từng loài. Sự phân bố cá thể trong quần thể tạo thuận lợi để các cá thể sử dụng tối ưu nhất nguồn sống ở khu vực phân bố.
Có ba kiểu phân bố cá thể:
| Kiểu phân bố | Đặc điểm | Ý nghĩa sinh thái | Ví dụ |
| Phân bố cá thể theo nhóm |
|
Các cá thể trong quần thể sinh sống hỗ trợ lẫn nhau, cùng chống lại điều kiện bất lợi của môi trường. | Đàn trâu rừng, Đàn gấu trắng, Nhóm cây bụi mọc hoang dại,… |
| Phân bố cá thể đồng đều |
|
Làm giảm mức độ cạnh tranh về nguồn sống giữa các cá thể trong quần thể. | Chim hải âu làm tổ, rừng cây thông,… |
| Phân bố cá thể ngẫu nhiên |
|
Các cá thể sẽ tận dụng được điều kiện sống tiềm tàng trong môi trường. | Cây gỗ trong rừng mưa nhiệt đới, bầy sâu sống trên tán lá cây. |
Cấu trúc sinh sản và giới tính
Cấu trúc sinh sản là tỉ lệ của con đực trên con cái trong một quần thể. Tỉ lệ này phụ thuộc chủ yếu vào tập tính sinh sản của từng loài sinh vật. Mục đích của nó là nâng cao khả năng thụ tinh cho trứng và sức sống của thế hệ con, tăng tỉ lệ sống sót của cá cá thể,…
Cấu trúc giới tính là tỷ lệ giữa số lượng cá thể đực trên số lượng cá thể cái. Cấu trúc giới tính trong thiên nhiên và những cá thể mới sinh thường là 1:1. Tuy nhiên, phụ thuộc vào đặc tính của loài, tập tính sinh sản hoặc điều kiện môi trường, sức sống của các cá thể mà tỉ lệ này sẽ dần thay đổi. Qua đó cho thấy tiềm năng sinh sản của quần thể, giúp con người chủ động điều chỉnh cấu trúc sinh sản để phù hợp cho nhu cầu khai thác tài nguyên và sản xuất.
Thành phần nhóm tuổi
Cấu trúc tuổi của cá thể trong quần thể phản ánh tỷ lệ giữa các nhóm tuổi. Cấu trúc tuổi của mỗi quần thể của loài hoặc các loài khác nhau có thể đơn giản hoặc rất phức tạp. Tuổi quần thể là tuổi thọ trung bình của cá thể trong một quần thể
Trong hệ sinh thái, đời sống cá thể được chia thành 3 giai đoạn, bao gồm trước sinh sản, đang sinh sản và sau sinh sản, do đó trong một quần thể sẽ hình thành nên 3 nhóm tuổi tương ứng. Thành phần nhóm tuổi phụ thuộc vào tuổi thọ trung bình của loài, khu vực phân bố, điều kiện môi trường sống và khả năng sống sốt của từng nhóm tuổi như thế nào. Khi nghiên cứu các thành phần nhóm tuổi trong quần thể, ta có thể đoán trước được sự phát triển của quần thể trong tương lai.
Khi xếp chồng các nhóm tuổi lên nhau, ta sẽ có được tháp tuổi, đối với quần thể người thì đây được gọi là tháp dân số. Qua hình dáng của tháp, ta có thể đánh giá được xu thế phát triển số lượng của các cá thể trong quần thể. Có 3 dạng tháp sau:
- Tháp phát triển: Đáy rộng, đỉnh tháp nhọn dần lên trên chứng tỏ số cá thể non nhiều, cá thể già ít, tỉ lệ sinh sản nhiều hơn tỉ lệ tử.
- Tháp ổn định: Đáy rộng vừa phải, cạnh của tháp gần như thẳng đứng, chứng tỏ tỉ lệ sinh và tử xấp xỉ nhau.
- Tháp suy thoái: Đáy tháp hẹp, đỉnh rộng dần là tỉ lệ tử nhiều hơn tỉ lệ sinh, cá thể già nhiều, ít cá thể non.
Sự biến động về số lượng cá thể trong một quần thể
Sự biến động về số lượng cá thể phụ thuộc vào sức sinh sản và sức tử vong của cá thể trong quần thể. Bên cạnh đó, số lượng cá thể sẽ thay đổi theo mùa, theo năm phụ thuộc vào điều kiện sống trong môi trường, thời tiết, khí hậu,…
Sức sinh sản là khả năng gia tăng về số lượng cá thể trong quần thể. Cụ thể:
- Số lượng trứng hoặc con trong mỗi lần sinh, khả năng chăm sóc trứng/con của cá thể loài đó.
- Số lứa đẻ trong một năm, tuổi trưởng thành đến thời kỳ sinh dục.
- Mật độ của cá thể.
Sức t.ử vo.ng là việc làm giảm số lượng cá thể trong một quần thể. Nó phụ thuộc vào:
- Giới tính: Thông thường sức sống của cá thể đực và cái khác nhau.
- Nhóm tuổi.
- Điều kiện sống.
Quá trình hình thành quần thể
Để hình thành nên một quần thể sinh vật, quá trình của chúng thường sẽ trải qua các giai đoạn chủ yếu như sau:
Đầu tiên, một số cá thể cùng giống loài sẽ được phát tán tới một môi trường sống mới với nhiều cách khác nhau. Với những cá thể nào không thể thích nghi được với điều kiện sống trong môi trường mới, chắc chắn chúng sẽ bị tiêu diệt hoặc di cư đến nơi khác phù hợp hơn. Và những cá thể còn lại sẽ dần thích nghi với môi trường sống mới.
Từ đó, giữa các cá thể cùng loài sẽ có sự gắn bó chặt chẽ nhất định với nhau thông qua các mối quan hệ sinh thái. Dần dần, các cá thể này cùng hình thành nên một quần thể ổn định hơn, dễ dàng thích nghi với môi trường sống.
Mối quan hệ giữa mỗi cá thể và quần thể
Quan hệ hỗ trợ
Những cá thể cùng loài sẽ có xu hướng tụ tập với nhau và tạo thành một quần thể các cá thể. Điều này không chỉ giúp cho sinh vật dễ dàng kiếm ăn hơn, chống lại kẻ thù, bảo vệ lẫn nhau mà còn gây nên hiệu quả tâm lý, giúp cho các quá trình sinh lý của lời có thể diễn ra một cách tốt nhất.
Hiện tượng này được gọi là “hiệu quả nhóm”. Ví dụ cho quan hệ hỗ trợ là quần tụ của các cây chống gió, chống mất nước. Hiện tượng liền rễ ở cây thông nhựa mọc gần sát nhau.
Ý nghĩa lớn nhất của quan hệ hỗ trợ giữa cá thể và quần thể là đảm bảo cho quần thể được tồn tại một cách ổn định. Từ đó có thể khai thác tối ưu nguồn sống từ môi trường, giúp tăng khả năng sống sót cũng như sinh sản của các cá thể trong quần thể.
Quan hệ cạnh tranh
Khi mức độ quần tụ đã vượt quá mức cực thuận, điều này sẽ dẫn đến hiện tượng cạnh tranh về phương diện thức ăn, ánh sáng, nơi ở và một số nguồn sống khác giữa các thể cùng loài. Hoặc có thể là sự tranh giành các con cái giữa các cá thể đực,…
Những cơ chế có thể diễn ra để giảm thiểu sự cạnh tranh cùng loài là ăn thịt lẫn nhau giống việc”cá lớn nuốt cá bé”, cá mập nở ra trước sẽ ăn các phôi chưa kịp nở. Ngoài ra, ở các loài thực vật còn có thể tự tỉa thưa, các cành bên dưới và những cây nhỏ không thể lấy đủ được ánh sáng, không quang hợp được sẽ bị rụng hoặc chết đi. Có như vậy thì mật độ phân bố của các cá thể mới giảm dần.
Bên cạnh đó, các sinh vật trong quần thể còn tồn tại cơ chế cách ly. Do điều kiện sống thiếu nguồn thức ăn, nơi ở, nhiều cá thể trong quần thể chim, thú, cá, … đã đánh lẫn nhau, đe dọa nhau bằng tiếng hú hoặc động tác để bảo vệ được thức ăn và nơi sống của mình, đặc biệt vào thời kỳ sinh sản. Kết quả này dẫn đến việc mỗi nhóm cá thể sẽ tự bảo vệ khu vực sống riêng, một số còn lại phải tách ra khỏi đàn.
Ý nghĩa của mối quan hệ cạnh tranh chính là đặc điểm thích nghi của cá thể trong quần thể. Nhờ vào sự cạnh tranh này mà số lượng và mật độ phân bố của các cá thể bên trong quần thể được duy trì ở mức độ phù hợp, nhờ đó đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển ổn định của cả quần thể.
Thông thường, với các sinh vật cùng loài thì quan hệ hỗ trợ sẽ diễn ra trước, sau đó mới dẫn đến quan hệ cạnh tranh khi điều kiện sống giảm. Quan hệ sinh thái chủ yếu trong quần thể là quan hệ sinh sản giúp quần thể duy trì nòi giống.
Bên cạnh quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh, trong các quần thể cùng loài còn xuất hiện một số mối quan hệ không phổ biến. Có thể kể đến như hiện tượng quan hệ ăn thịt đồng loại hoặc kí sinh cùng loài,…
Bài viết trên đây là những tổng hợp của Thegioimay về khái niệm quần thể là gì, những đặc trưng của quần thể sinh vật cùng một số ví dụ dễ hiểu. Hy vọng, những thông tin trên sẽ hữu ích với bạn đọc, giúp bạn có thêm nhiều kiến thức về sinh học. Nếu thấy thông tin này hay và hữu ích, bạn hãy chia sẻ đến bạn bè và người thân cùng biết nhé!
