Minimalna zdolna do życia populacja
Minimalna żywotna populacja ( MVP ) to dolna granica populacji gatunku, która pozwala mu przetrwać na wolności. Termin ten jest powszechnie używany w dziedzinie biologii , ekologii i biologii konserwatorskiej . MVP odnosi się do najmniejszej możliwej wielkości, przy której populacja biologiczna może istnieć bez groźby wyginięcia w wyniku klęsk żywiołowych lub stochastyczności demograficznej, środowiskowej lub genetycznej . Termin „ populacja ” definiuje się jako grupę krzyżujących się osobników na podobnym obszarze geograficznym, które podlegają znikomemu przepływowi genów z innymi grupami gatunku. Zazwyczaj MVP jest używane w odniesieniu do dzikiej populacji, ale może być również używane do ochrony ex-situ (populacje w ogrodach zoologicznych ).
Oszacowanie
Nie ma unikalnej definicji populacji wystarczającej do kontynuacji gatunku, ponieważ to, czy gatunek przetrwa, będzie w pewnym stopniu zależeć od zdarzeń losowych. Zatem wszelkie obliczenia minimalnej żywotnej populacji (MVP) będą zależeć od zastosowanego modelu projekcji populacji. Zestaw losowych (stochastycznych) projekcji można wykorzystać do oszacowania początkowej wielkości populacji potrzebnej (na podstawie założeń modelu), aby istniało (powiedzmy) 95% lub 99% prawdopodobieństwo przeżycia, powiedzmy 1000 lat w przyszłość. Niektóre modele używają pokoleń jako jednostki czasu, a nie lat, aby zachować spójność między taksonami . Te prognozy ( analizy żywotności populacji lub PVA) wykorzystują symulacje komputerowe do modelowania populacji przy użyciu informacji demograficznych i środowiskowych do prognozowania przyszłej dynamiki populacji . Prawdopodobieństwo przypisane PVA uzyskuje się po tysiąckrotnym powtórzeniu symulacji środowiskowej .
Wygaśnięcie
Małe populacje są bardziej narażone na wyginięcie niż większe populacje, ponieważ małe populacje mają mniejszą zdolność do regeneracji po niekorzystnych zdarzeniach stochastycznych (tj. losowych). Zdarzenia takie można podzielić na cztery źródła:
- Stochastyczność demograficzna
- Stochastyczność demograficzna jest często tylko siłą napędową wymierania w populacjach liczących mniej niż 50 osobników. Zdarzenia losowe wpływają na płodność i przeżycie osobników w populacji, aw większych populacjach zdarzenia te mają tendencję do stabilizacji w kierunku stałego tempa wzrostu. Jednak w małych populacjach istnieje znacznie większa względna wariancja, co z kolei może spowodować wyginięcie.
- Stochastyczność środowiskowa
- Małe, przypadkowe zmiany składników abiotycznych i biotycznych ekosystemu zamieszkiwanego przez populację podlega stochastyczności środowiskowej. Przykładami są zmiany klimatu w czasie i pojawienie się innego gatunku, który konkuruje o zasoby. W przeciwieństwie do stochastyczności demograficznej i genetycznej, stochastyczność środowiskowa ma tendencję do wpływania na populacje każdej wielkości.
- Katastrofy naturalne
- Rozszerzeniem stochastyczności środowiskowej są klęski żywiołowe, które są przypadkowymi wydarzeniami na dużą skalę, takimi jak zamiecie śnieżne, susze, burze lub pożary, które bezpośrednio zmniejszają populację w krótkim okresie czasu. Katastrofy naturalne są zdarzeniami najtrudniejszymi do przewidzenia, a modele MVP często mają trudności z ich uwzględnieniem.
- Genetyczna stochastyczność
- Małe populacje są podatne na genetyczną stochastyczność, losową zmianę częstotliwości alleli w czasie, znaną również jako dryf genetyczny . Dryf genetyczny może powodować znikanie alleli z populacji, a to obniża różnorodność genetyczną. W małych populacjach niska różnorodność genetyczna może zwiększać wskaźniki chowu wsobnego, co może skutkować depresją chowu wsobnego , w której populacja złożona z genetycznie podobnych osobników traci sprawność . Chów wsobny w populacji zmniejsza przystosowanie, powodując częstsze występowanie szkodliwych alleli recesywnych w populacji, a także zmniejszając potencjał adaptacyjny . Tak zwana „reguła 50/500”, zgodnie z którą populacja potrzebuje 50 osobników, aby zapobiec depresji wsobnej, i 500 osobników, aby ustrzec się przed dryfem genetycznym na wolności, jest często używanym punktem odniesienia dla MVP, ale ostatnie badania sugerują, że to wytyczne nie mają zastosowania do szerokiej gamy taksonów.
Aplikacja
MVP nie bierze pod uwagę interwencji z zewnątrz. Dlatego jest przydatny dla kierowników ochrony i ekologów; populacja może zostać zwiększona powyżej MVP za pomocą programu hodowli w niewoli lub poprzez sprowadzenie innych przedstawicieli gatunku z innych rezerwatów.
Naturalnie toczy się debata na temat dokładności PVA, ponieważ do prognozowania na ogół wymaga się szerokiej gamy założeń; jednak ważną kwestią nie jest absolutna dokładność, ale rozpowszechnienie koncepcji, że każdy gatunek rzeczywiście ma MVP, który przynajmniej można przybliżyć ze względu na biologię konserwatorską i plany działania na rzecz różnorodności biologicznej .
Istnieje wyraźna tendencja do zaściankowości , przetrwania wąskich gardeł genetycznych i strategii r, która pozwala na znacznie niższe MVP niż średnia. I odwrotnie, taksony łatwo dotknięte depresją wsobną – mające wysokie MVP – są często zdecydowanie K-strategami , o niskiej gęstości populacji występując w szerokim zakresie. Często podaje się MVP od 500 do 1000 jako średnią dla kręgowców lądowych, gdy chów wsobny lub zmienność genetyczna są ignorowane. Po uwzględnieniu skutków chowu wsobnego szacunki MVP dla wielu gatunków sięgają tysięcy. W oparciu o metaanalizę wartości podanych w literaturze dla wielu gatunków, Traill i in. zgłoszono w odniesieniu do kręgowców „międzygatunkowy rozkład częstotliwości MVP z medianą 4169 osobników (95% CI = 3577–5129).”