36. जनसंख्या गतिशीलता और जैविक कारकों की भूमिका (Population Dynamics and Role of Biotic Factors)

व्याख्यान 9 (Lecture 9): जनसंख्या गतिशीलता और जैविक कारकों की भूमिका (Population dynamics and role of biotic factors)

जनसंख्या के गुण (Attributes of a population):

1. घनत्व (Density): प्रति इकाई क्षेत्र जनसंख्या का आकार (Population size per unit area)।
2. जन्म दर (Natality): वह दर जिस पर प्रजनन द्वारा (by reproduction) जनसंख्या में नए व्यक्ति (new individuals) जोड़े जाते हैं।
3. मृत्यु दर (Mortality): वह दर जिस पर व्यक्ति मृत्यु (death) से खो जाते हैं।
4. फैलाव (Dispersal): वह दर जिस पर व्यक्ति जनसंख्या में प्रवेश (immigrate into) करते हैं और बाहर निकलते (emigrate out of) हैं।
5. प्रकीर्णन (Dispersion): जिस तरह से व्यक्तियों को अंतरिक्ष में वितरित (distributed in space) किया जाता है। यह 3 प्रकार (3 types) का हो सकता है:
   • a) यादृच्छिक वितरण (Random distribution)
   • b) एकसमान वितरण (Uniform distribution)
   • c) समूहीकृत वितरण (Clumped distribution)
6. आयु वितरण (Age distribution): समूह में विभिन्न आयु के व्यक्तियों की जनसंख्या (population of individuals of different ages in the group)।
7. आनुवंशिक विशेषताएं (Genetic characteristics): अनुकूलनशीलता, प्रजनन फिटनेस, दृढ़ता (adaptiveness, reproductive fitness, persistence)।
8. जनसंख्या वृद्धि का रूप (Population growth form): जन्म दर, मृत्यु दर और फैलाव (natality, mortality, and dispersal) के परिणामस्वरूप जनसंख्या (population) जिस तरह से बदलती / बढ़ती (changes / grows) है।

जनसंख्या की गतिशीलता (Population dynamics):

आबादी (Populations) दो विपरीत तरीकों (two contrasting ways) से बढ़ती है। वे हैं:

1. जे-आकार का विकास रूप (J- shaped growth form) (चित्र 1ए / Fig 1a)।
2. एस-आकार या सिग्मॉइड विकास रूप (S- Shaped or sigmoid growth form) (चित्र 1बी / Fig 1b)।

जे-आकार के विकास रूप में (In the J - shaped growth form): जनसंख्या घनत्व तेजी से या ज्यामितीय फैशन (increases in exponential or geometric fashion) में बढ़ता है; उदाहरण के लिए 2,4,8,16,32 ... और इसी तरह तब तक जब तक कि आबादी कुछ संसाधनों से बाहर (runs out of some resource) न हो जाए या कुछ सीमाओं (encounters some limitation) का सामना न करे। इसके बाद विकास कमोबेश अचानक रुक (abrupt halt) जाता है और घनत्व तेजी से गिरता (density declines rapidly) है। इस प्रकार के विकास रूप वाली आबादी अस्थिर (unstable) होती है। उनकी प्रजनन दर अधिक (reproductive rate is high) होती है और जीवित रहने की दर कम (survival rate is less) होती है और इसलिए वे आर रणनीतिकार (r strategists) होते हैं। घनत्व के अलावा अन्य कारक (Factors other than density) आबादी को नियंत्रित (regulates) करते हैं। (उदा: एफिड्स / Aphids)।

एस-आकार के विकास पैटर्न में (In the S-shaped growth pattern): जैसे-जैसे जनसंख्या बढ़ती (population increases) है घनत्व में वृद्धि की दर कम (rate of increase of density decreases) होती जाती है और एक ऊपरी स्पर्शोन्मुख स्तर K (upper asymptote level K) पर बंद हो जाती है, जिसे वहन क्षमता (carrying capacity), या अधिकतम टिकाऊ घनत्व (maximum sustainable density) कहा जाता है। उनकी प्रजनन दर कम (reproductive rate is less) होती है और जीवित रहने की दर अधिक (survival rate is more) होती है। इसलिए वे के रणनीतिकार (K strategists) हैं। इस पैटर्न में अधिक स्थिरता (more stability) है क्योंकि आबादी खुद को नियंत्रित (regulates itself) करती है। (उदा: हाइमेनोप्टेरान / Hymenopterans)।

जनसंख्या वृद्धि दर (population growth rate): सूत्र का उपयोग करके काम किया जाता है,

Nt = N0e(b-d)t - Et + It

• Nt = थोड़े समय की अवधि के अंत में संख्या (number at the end of a short time period)
• N0 = थोड़े समय की अवधि के प्रारंभ में संख्या (number at the beginning of a short time period)
• e = प्राकृतिक लघुगणक का आधार (base of natural logarithm) = 2.7183
• b= जन्म दर (birth rate)
• d= मृत्यु दर (death rate)
• t= समयावधि (time period)
• E= उत्प्रवास (emigration)
• I = आप्रवास (immigration)

जीवन तालिका (Life table):

जीवन सारणियां (Life tables) सारणीबद्ध विवरण (tabular statements) हैं जो एक समय की अवधि में मरने वाले कीड़ों की संख्या (number of insects dying over a period of time) और उनकी मृत्यु (deaths) का लेखा-जोखा दिखाते हैं।

लेपिडोपेरान कीट के लिए जीवन तालिका का उदाहरण (Example of a life table for a lepidoperan insect):

जनसंख्या वृद्धि को प्रभावित करने वाले कारक (Factors influencing population growth):

• a) जैविक कारक या घनत्व निर्भर कारक (Biotic factors or density dependent factors)।
• b) अजैविक कारक या घनत्व स्वतंत्र कारक (Abiotic factors or density independent factors)।

जैविक कारक (Biotic factors):

1) प्रतियोगिता (Competition):

अपने जीवनकाल के कम से कम एक हिस्से (part of the lifetime) के लिए एक कीट प्रजाति के सदस्य एक दूसरे के साथ या किसी अन्य प्रजाति के सदस्यों (competing with one another or with members of another species) के साथ भोजन, साथी, ओविपोजिशन या प्यूपेशन के लिए उपयुक्त स्थान (food, mates, suitable site for oviposition or pupation) जैसे सीमित संसाधनों (limited resources) के लिए प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। ऐसी प्रतिस्पर्धा (competition) तब संचालित (operates) होती है जब जनसंख्या बढ़ रही (population is increasing) होती है और संसाधन सीमित (resources are limited) होते हैं।

• a) अंतर-विशिष्ट प्रतिस्पर्धा (Intraspecific competition): जब एक ही प्रजाति (same species) की आबादी के सदस्य संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा (compete for resources) करते हैं तो हम इसे इंट्रैस्पेसिफिक प्रतियोगिता (intraspecific competition) कहते हैं। उदाहरण इस प्रकार हैं:
  • अमेरिकी बॉलवर्म (American bollworm) के लार्वा में नरभक्षण (Cannibalism)।
  • क्राइसोपिड के बाद के चरण (later stage) के ग्रब में नरभक्षण (Cannibalism)।
  • एफिड्स में भीड़ (Crowding in aphids) प्रवासन (migration) के लिए एलेट (पंखों वाले / alate - winged) रूप का परिणाम है।
  • भीड़भाड़ (overcrowding) के दौरान चावल के घुन Sitophilus oryzae में प्रजनन क्षमता (egg laying) में कमी (Reduction in fecundity)।
  • मधुमक्खियों में भीड़ (Crowding in honeybees) झुंड (swarming) की ओर ले जाती है।
• b) अंतर्विशिष्ट प्रतिस्पर्धा (Interspecific competition): यह दो या दो से अधिक प्रजातियों के सदस्यों (between members of two or more species) के बीच होने वाली प्रतियोगिता है। समान आवश्यकताओं वाली (identical requirements) दो या दो से अधिक प्रतिस्पर्धी प्रजातियां एक ही स्थान पर लंबे समय तक एक साथ नहीं (cannot coexist in a same place for a long time) रह सकती हैं। अंतर-विशिष्ट प्रतिस्पर्धा (interspecific competition) के परिणामस्वरूप एक प्रजाति द्वारा दूसरी प्रजाति के उन्मूलन (elimination of one species by another) को प्रतिस्पर्धी बहिष्करण सिद्धांत (competitive exclusion principle) या गॉस के सिद्धांत (Gause's principle) के रूप में जाना जाने लगा है।
  • उदाहरण के लिए जब आटे के भृंग Tribolium castaneum और Tribolium confusum आटे के एक ही जार (same jar of flour) में उगाए गए थे, तो एक प्रजाति दूसरी को खत्म (one species eliminates the other) कर देती है। उच्च तापमान और आरएच स्थितियों (high temperature and RH) के तहत T. castaneum T. confusum को समाप्त कर देता है और कम तापमान और आरएच स्थितियों के तहत इसके विपरीत।
  • हवाई (Hawai) में ओरिएंटल फ्रूट फ्लाई Dacus dorsalis की आकस्मिक शुरूआत (Accidental introduction) ने भूमध्यसागरीय फल मक्खी Ceratitis capitata को समाप्त (eliminated) कर दिया।

2) शिकारी और परजीवी (Predators and Parasites):

शिकारी (Predators): शिकारी स्वतंत्र रूप से रहने वाले जीव (free living organisms) हैं जो अन्य जानवरों, उनके शिकार (their prey) पर फ़ीड करते हैं, उन्हें पूरी तरह से और तेज़ी से (completely and rapidly) खा जाते हैं।

• शिकारी अपरिपक्व और वयस्कों (immatures and adults) पर हमला कर सकते हैं।
• शिकारी को परिपक्वता (maturity) तक पहुँचने के लिए शिकार के एक से अधिक व्यक्तियों की आवश्यकता (More than one individual of prey required) होती है।
• प्रमुख कीट शिकारी (Major insect predators) पक्षी, मछली, उभयचर, सरीसृप, स्तनधारी और आर्थ्रोपोड (birds, fish, amphibians, reptiles, mammals and arthropods) हैं।

परजीवी (Parasites): एक जीव जो अपने सभी जीवन चरणों में किसी अन्य आवश्यक चयापचय कारक (essential metabolic factor on another throughout its all life stages) के लिए दूसरे पर निर्भर है, जो हमेशा स्वयं से बड़ा (always larger than itself) होता है।

• एक परजीवी भोजन (feeding) करते समय मेजबान (host) को कमजोर करता है या मार (kills) देता है।
• एक ही मेजबान (single host) पर कई परजीवी (Many parasites)।
• परिपक्वता (maturity) तक पहुंचने के लिए एक मेजबान के केवल एक हिस्से की आवश्यकता (Requires only one part of one host) होती है।
• उदा. वायरस, कवक, बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ, नेमाटोड और अन्य आर्थ्रोपोड (Virus, fungi, bacteria, protozoa, nematodes and other arthropods)।

परजीवी/पैरासिटोइड (Parasitoid): एक आर्थ्रोपोड का एक कीट परजीवी (insect parasite of an arthropod) जो अपने अपरिपक्व चरण (immature stage) में परजीवी होता है और विकास की प्रक्रिया में मेजबान (killing the host in the process of development) को मारता है और वयस्क स्वतंत्र रूप से रहने वाले (adults are free living) होते हैं।

शिकारी और शिकार के बीच की बातचीत (Interactions between predator and prey) परजीवी मेजबान संबंध (parasite host relationship) से इस मायने में अलग है कि शिकारी और शिकार परजीवी और उसके मेजबान (parasite and its host) की तुलना में अधिक गतिशील रूप से संतुलन (maintain equilibrium more dynamically) बनाए रखते हैं। परजीवी सामान्य रूप से जब परजीविता की दर अधिक (rate of parasitism is high) होती है, मृत्यु का कारण बनते हैं और मेजबान के उन्मूलन (elimination of hosts) का परिणाम होते हैं। लेकिन शिकारी कभी भी शिकार को पूरी तरह खत्म नहीं (predator never eliminates the prey completely) करता है।