种群
zhǒng qún
种群是同一物种中,在同一时间生活在同一区域内、能够相互交配的全部个体。
Definition
种群是生活在同一地点的同一种类生物的全体,例如一座公园里全部的灰松鼠;当出生数超过死亡数时种群会增长,死亡数超过出生数时种群会缩小,因此长期统计一个种群的数量,能够揭示它是否健康。更正式地说,种群是指同一物种中,生活在同一区域、同一时间且能够相互交配的一群个体,用大小、密度、分布和增长率来描述;种群大小通过出生、死亡、迁入和迁出发生变化,其增长受食物、空间、捕食者和疾病等因素限制;进化的单位是种群而不是个体,因为种群内性状的组合会一代一代发生变化。在数学层面,当资源不受限制时,种群增长遵循指数动态$\frac{dN}{dt} = rN$;当种群逐渐接近环境容纳量$K$时,则遵循逻辑斯蒂动态$\frac{dN}{dt} = rN\left(1 - \frac{N}{K}\right)$;而年龄结构、性别比例、生命表和存活曲线描述的是种群统计学特征,等位基因频率、有效种群大小和基因流则描述的是种群遗传学特征,较小的种群会因遗传漂变而丧失多样性,并面临近交衰退和更高的灭绝风险。
Example
如果一个数量为$500$的鹿群,在一年内没有迁入迁出,出生$100$只,死亡$60$只,那么种群会增加$40$只,达到$540$只,增长率为$8$百分比;生态学家通过标记重捕法估算野生种群数量:放归$50$条标记过的鱼,之后捕获$100$条鱼中发现$10$条带有标记,由此估算出种群数量为$50 \times 100 / 10 = 500$。一个$r = 0.1$每年、$K = 1{,}000$、初始$N = 100$的种群,第一年会通过$rN(1 - N/K) = 9$个个体的方式增长;当$N = 500$时,增长速度达到峰值,每年$25$个个体,这与预测毫无减速、恒定增长$10$个个体的指数模型不同。
Key Insight
用恩斯特·迈尔的话来说,"种群思维"是现代生物学的核心:不存在什么"理想类型",只存在由各不相同的个体组成的一种分布,而演化的改变正是发生在这个分布身上,而不是发生在其中任何一个单独的个体身上。