Populationer: Storlek och tillväxt (gammal)

Magnus Ehinger
18 Aug 201511:52

Summary

TLDRThis transcript explains population dynamics and the factors influencing their size and growth. It delves into population size determinants like birth rate, death rate, immigration, and emigration. Key concepts such as carrying capacity, affected by abiotic (e.g., weather) and biotic factors (e.g., predators), are discussed. The transcript also highlights exponential growth, as seen in bacteria, and contrasts two outcomes: sudden population collapse (J-curve) and stabilization (S-curve). It explores human population growth, speculating on future trends and potential consequences, like resource scarcity and conflicts as fossil fuels dwindle.

Takeaways

  • 🌱 Population sizes fluctuate due to factors such as weather, food availability, and predator presence, leading to phenomena like 'good mushroom years'.
  • 👥 A population consists of individuals from the same species in a specific area, and multiple populations form a community within an ecosystem.
  • 📉 The size of a population is influenced by four key factors: birth rate (natality), death rate (mortality), immigration, and emigration.
  • 🌍 An area's carrying capacity (tolerance level) is determined by both abiotic (non-living) factors like weather and biotic (living) factors like predators and food availability.
  • 🍄 Variations in carrying capacity from year to year can explain fluctuations in natural resources, like having many or few berries in a given year.
  • 📈 Exponential growth occurs when a population increases without limitation, but it is often checked by competition for resources, leading to either stabilization or collapse.
  • 📊 The J-curve represents rapid exponential growth followed by a population crash when carrying capacity is exceeded, seen in some populations.
  • 📈 The S-curve shows population growth stabilizing around the carrying capacity due to environmental resistance, a more balanced scenario.
  • 🚶 Human population growth may follow an S-curve, with some predicting stabilization around 9 billion, but energy shortages could lead to population decline.
  • 🌍 The script speculates about potential future conflicts over natural resources as human population peaks and declines, possibly dropping to 3-4 billion due to reduced food production.

Q & A

  • What is a population in the context of this discussion?

    -A population consists of individuals of the same species living in the same area. Multiple populations form a community, and several communities make up an ecosystem.

  • What are the four key factors that influence population size?

    -The four key factors influencing population size are the number of births (natality), the number of deaths (mortality), immigration (inward movement), and emigration (outward movement).

  • What is the concept of carrying capacity?

    -Carrying capacity refers to the maximum number of individuals that an environment can sustainably support, based on available resources such as food and shelter. It is influenced by both abiotic (e.g., weather) and biotic (e.g., predators) factors.

  • How do abiotic and biotic factors influence a population’s size?

    -Abiotic factors, like weather and wind, and biotic factors, such as predators and food availability, directly affect a population’s size by influencing its carrying capacity and the ability of individuals to survive and reproduce.

  • Why do some years have higher populations of certain species, like blueberries or insects?

    -Population size can fluctuate from year to year due to variations in abiotic and biotic factors, such as weather conditions, predator populations, or food availability, which influence an area’s carrying capacity.

  • What is exponential growth in populations, and how does it work?

    -Exponential growth refers to the rapid increase in population size, where the growth rate accelerates over time. Initially, the population grows slowly, but it eventually spikes as the number of individuals reproducing increases significantly.

  • What is the difference between a J-curve and an S-curve in population growth?

    -A J-curve represents a population that grows exponentially beyond the environment's carrying capacity and then crashes. An S-curve shows a population growing but stabilizing at the environment's carrying capacity, leading to a balanced state.

  • What happens when a population exceeds its carrying capacity?

    -When a population exceeds its carrying capacity, resources become scarce, leading to competition, and eventually, the population may crash dramatically, as seen in a J-curve growth pattern.

  • How does competition influence emigration and immigration within populations?

    -Competition for resources like food and shelter can lead to emigration, where individuals leave the area in search of better conditions. Conversely, lower competition may attract immigrants to the area.

  • How does exponential growth apply to all species, including bacteria and elephants?

    -All species have the potential for exponential growth if conditions are optimal. For example, bacteria can multiply rapidly under ideal conditions, while larger animals like elephants would also increase exponentially if they had unlimited resources and no constraints.

  • What are the potential future scenarios for human population growth?

    -There are speculations that the human population might stabilize at around 9 billion, forming an S-curve. However, there is also a possibility of a decline due to decreasing energy resources and food production, which could reduce the population to 3–4 billion over the next 100–200 years.

Outlines

00:00

🍄 Factors Influencing Population Size

The speaker discusses the variability in population sizes, such as in mushroom harvests or ladybug sightings, and explains that population size depends on four key factors: birth rate (natality), death rate (mortality), immigration, and emigration. They introduce the concept of carrying capacity, which is influenced by both abiotic (e.g., weather) and biotic factors (e.g., predators), affecting how many individuals can survive in a particular area. This fluctuates yearly, impacting phenomena like abundant or scarce harvests.

05:03

🌱 Birth Rate, Death Rate, and Competition in Populations

This section elaborates on the impact of natality, mortality, emigration, and immigration on population dynamics. Birth and death rates are linked to the availability of food, while emigration and immigration are driven by competition for resources such as food or shelter. The speaker compares human migration, like the 19th-century emigration from Sweden to the USA due to crop failures, with animal behaviors, such as birds migrating to find food. They also touch on plant seed dispersal as a form of population movement.

10:07

📈 Potential Growth and Exponential Expansion

The speaker introduces the concept of 'potential growth,' referring to how a population could grow under optimal conditions, using E. coli bacteria as an example of exponential growth. This rapid population increase occurs not only in bacteria but in all organisms if growth conditions remain ideal. However, population growth is often limited by intraspecific competition for resources, leading to two possible outcomes: a population crash (J-curve) or stabilization (S-curve). Both scenarios are visually explained with growth diagrams.

🌍 Human Population and Future Predictions

The speaker contemplates the future of human population growth, suggesting that it might follow either a J-curve or S-curve. Some predict that the global population will stabilize at around 9 billion, but the speaker speculates that a lack of energy resources could lead to a dramatic reduction in population. They anticipate that the depletion of fossil fuels will reduce food production, potentially leading to a population drop to 3–4 billion and resulting in severe competition and conflict over natural resources. Despite this pessimism, they hope for stabilization.

Mindmap

Keywords

💡Population

A population refers to all individuals of the same species living in a specific area. In the video, the speaker explains how a population is influenced by factors like birth rate, death rate, immigration, and emigration. It is central to the discussion of population growth and dynamics.

💡Nativitet (Birth Rate)

Nativitet refers to the number of individuals born in a population over a certain period. It is crucial in determining population size, as a higher birth rate leads to population growth. The speaker ties this concept to population expansion, showing how food availability influences birth rates.

💡Mortalitet (Death Rate)

Mortalitet, or death rate, indicates the number of individuals who die in a population during a specific time. It works in tandem with birth rate to affect population size. In the video, the death rate is influenced by factors such as food availability and competition.

💡Immigration

Immigration refers to the movement of individuals into a population from other areas. It is a key factor in population growth. In the video, immigration is affected by resource availability, and competition plays a significant role in driving species to new areas.

💡Emigration

Emigration is the process by which individuals leave a population to settle elsewhere. This can occur due to high competition for resources. In the video, the speaker uses the example of migration patterns in animals, like birds moving to different regions, to illustrate emigration.

💡Bärkraft (Carrying Capacity)

Bärkraft, or carrying capacity, is the maximum number of individuals an environment can support sustainably. The video's central discussion revolves around how abiotic (non-living) and biotic (living) factors, like food availability and predation, determine an area's carrying capacity, influencing population stability.

💡Exponentiell Tillväxt (Exponential Growth)

Exponential growth refers to a population increasing rapidly after a slow start. The speaker describes this type of growth with bacteria, emphasizing that all organisms, if unchecked, could grow exponentially. However, competition and resource limits usually prevent this from continuing indefinitely.

💡Intraspecific Competition

Intraspecific competition occurs when individuals of the same species compete for limited resources such as food, shelter, and mates. This is a central concept in the video as it explains why populations do not grow indefinitely and how competition affects both immigration and emigration.

💡J-Curve

The J-curve represents a scenario where population growth is initially rapid (exponential) but crashes suddenly when it exceeds the environment's carrying capacity. The speaker uses this to illustrate how unchecked growth can lead to population collapse due to resource depletion.

💡S-Curve

The S-curve shows population growth that starts slowly, accelerates, and then stabilizes as it approaches the environment's carrying capacity. The video contrasts this with the J-curve, suggesting that stable populations often experience growth that eventually levels out due to resource limitations.

Highlights

Population size depends on the number of births (natality) and deaths (mortality).

Migration impacts population size, including immigration (moving in) and emigration (moving out).

Carrying capacity (tolerance level) is the maximum number of individuals an area can support.

Carrying capacity is influenced by both biotic (e.g., predators) and abiotic (e.g., weather) factors.

Changes in carrying capacity lead to fluctuating availability of resources such as food, impacting population size.

Natality and mortality are most influenced by food availability rather than predator presence.

Intraspecific competition (competition within a species) impacts population size and migration.

Human population dynamics, like migration to the U.S. in the 1800s, are influenced by competition for resources.

Exponential growth is a type of potential population growth, where growth accelerates rapidly once started.

Bacterial populations, like E. coli, can grow exponentially, doubling in number every 20 minutes under ideal conditions.

Population growth is limited by resource competition, leading to either a sudden crash (J-curve) or stabilization (S-curve).

A J-curve represents exponential growth followed by a sudden crash due to exceeding the area’s carrying capacity.

An S-curve represents growth that stabilizes as population size approaches the carrying capacity.

Speculation exists on whether human population growth will stabilize around 9 billion or face decline due to resource shortages.

There is concern that reduced energy and food availability will lead to a significant decrease in the human population, potentially down to 3–4 billion.

Transcripts

play00:00

Om du brukar vara ute och plocka kantareller eller så,

play00:03

så kanske ibland något år så säger man att "oj vad mycket kantareller det var i år".

play00:07

"I år var det ett riktigt kantarellår" eller så.

play00:10

Eller ibland så hör man bönderna säga att skörden slog fel i år.

play00:14

Eller andra tillfällen så säger man att "oj vad mycket nyckelpigor det var i år".

play00:19

Och vad beror sånt på?

play00:21

Ja, det ska vi prata om just nu när vi talar om populationer och deras storlek och tillväxt.

play00:27

Först och främst ska vi titta tillbaka på den här bilden som du har sett förut,

play00:31

som handlar om vad en population är för någonting.

play00:34

Här borta har jag skrivit att individer inom samma art och område, det är det vi kallar en population.

play00:41

Och flera populationer sedan de utgör ett samhälle och flera samhällen utgör hela ekosystem.

play00:49

Men vad beror då en populations storlek på?

play00:54

Ja, då tycker jag att du ska göra så här att du skriver i dina anteckningar här också: "Vad beror en populations storlek på?".

play01:00

Och i mitten gör du en liten ruta här där det står population.

play01:04

Populationens storlek beror i princip på fyra stycken olika saker.

play01:10

Först här så skriver vi antalet födda och antalet döda.

play01:15

Och födda det kallar vi för nativiteten och antalet döda det kallar vi för mortaliteten.

play01:21

Naturligtvis hur många som föds och hur många som dör påverkar populationens storlek.

play01:26

Men också hur många som flyttar in och hur många som flyttar ut, det påverkar också i väldigt hög grad.

play01:32

Och inflyttning det kallar vi för immigration och utflyttning för emigration.

play01:39

Då ska vi också prata om ett begrepp som kallas för bärkraft eller toleransnivå.

play01:47

Och vi kan skriva så här att ett områdes bärkraft det är hur många individer som kan leva inom det här området.

play01:54

En ganska enkel definition.

play01:56

Och den här bärkraften den beror på både abiotiska och biotiska faktorer.

play02:03

Och det handlar alltså om väder och vind (som exempel på abiotiska faktorer).

play02:08

Och det handlar om tillgång eller hur mycket predatorer det vill säga rovdjur det finns där.

play02:14

Eller djur som vill äta upp de här individerna.

play02:18

Och det beror också på tillgången på föda och en massa andra saker.

play02:22

Allt det där, alla de abiotiska och de biotiska faktorerna påverkar ett områdes bärkraft (toleransnivå).

play02:30

Så har vi det begreppet klart för oss.

play02:33

Du ska också vara medveten om att den här bärkraften det är just den som växlar från år till år

play02:39

och gör att plötsligt ett år så kan det vara fullt med blåbär eller lingon i skogen

play02:43

medan förra året så var det ingenting alls till exempel.

play02:45

Så det här växlar fram och tillbaka från år till år.

play02:49

Då ska vi prata lite närmare om nativitet och mortalitet.

play02:54

Den där beror framför allt på tillgången på föda.

play02:58

Och emigration och immigration det beror å andra sidan på konkurrens.

play03:06

Om vi tittar på just mortalitet och nativitet

play03:10

så är det framför allt tillgången på föda

play03:13

och inte till exempel tillgången på predatorer, alltså rovdjur som vill äta upp dem.

play03:18

Utan det är hur mycket föda som finns i området, det bestämmer hur många som kan födas.

play03:23

Och sen konkurrensen mellan individer,

play03:27

den kan sedan göra så att vissa individer flyttar ut helt enkelt.

play03:32

För att det kan vara konkurrens om boplats eller om föda.

play03:36

Om det är ont om föda så är det förstås högre konkurrens och större sannolikhet

play03:40

att individer emigrerar från det här området.

play03:44

Vad det gäller människor så kan vi titta på oss själva

play03:47

till exempel under folkvandringstiden

play03:50

när det var massor med folkförflyttningar

play03:53

från östra Europa och in i västra och södra Europa.

play03:58

Vi kan också titta på utvandringen till USA som var under 1800-talet

play04:02

när det blev väldigt stor konkurrens om föda i Sverige.

play04:06

Det var missfläxt i flera år.

play04:08

Och därför var det en massa människor som emigrerade till USA.

play04:12

Vad det gäller djur så kan vi också titta på flyttfåglar

play04:16

till exempel som utför en typ av emigration.

play04:20

Och troligen är det så att de här flyttfåglarna

play04:23

de hör egentligen hemma i sydliga, varmare länder.

play04:28

Till exempel svalor som flyttar till Nordafrika under vintern.

play04:32

Det är i själva verket så att under sommaren

play04:35

så blir konkurrensen om föda så stor i Nordafrika

play04:38

så de måste emigrera norrut.

play04:41

Där är konkurrensen om föda mindre.

play04:44

Den har varit det under lång tid så därför kan de få sina ungar där.

play04:47

Och sen flyttar de hem igen till Nordafrika till exempel.

play04:51

Så djur kan flytta och emigrera. Hur är det med växter då?

play04:55

Ja, det är inte riktigt lika lätt för dem att emigrera.

play04:59

Men man kan ändå säga så här att det är fröna som så att säga flyttar.

play05:03

Frön kan ju spridas och om frön inte kan växa på ett visst ställe

play05:07

för att konkurrensen är för hög, ja då kan de växa kanske på ett annat ställe

play05:11

där konkurrensen är lägre.

play05:15

Så ska vi titta på ett begrepp som kallas för potentiell förökning.

play05:19

Och potentiell det betyder möjlig förökning.

play05:22

Eller, "potentiell" betyder "möjlig" och "potentiell förökning" betyder då "möjlig förökning".

play05:26

Alltså hur mycket någon skulle kunna föröka sig om alla faktorer var optimala.

play05:33

Om alltså allting var så bra som möjligt.

play05:36

Och om allting är så bra som möjligt för en liten E. coli-bakterie

play05:40

då kan den dela sig var tjugonde minut.

play05:43

Och då ser det ut så här att först så börjar vi med en liten E. coli-bakterie

play05:48

och efter 20 minuter så är de två och sen har de delat sig igen

play05:51

och efter 40 minuter så blir de fyra, sen åtta, 16, 32, 64 och så vidare.

play05:56

Ja du förstår nog hur det är.

play05:58

Den här typen av förökning den kallar man för exponentiell.

play06:03

Bakterien den förökar sig exponentiellt det vill säga den ökar

play06:07

först långsamt, långsamt, långsamt och sedan så kommer den att sticka iväg väldigt snabbt.

play06:12

Och faktiskt så gäller det här för alla organismer.

play06:15

Inte bara för bakterier utan du kan tänka dig också för elefanter

play06:19

eller för husflugor. Om de fick lov att tillväxa, föröka sig

play06:24

hur mycket de ville så skulle de öka exponentiellt.

play06:30

Och en exponentiell förökning den ser ut ungefär såhär.

play06:34

Nu börjar vi här vid tiden T är lika med 0, vid 0 timmar.

play06:39

Det här är för E. coli-bakterie då.

play06:41

Och det går långsamt, långsamt, långsamt i början

play06:43

men vid ett givet tillfälle så sticker det iväg och så växer det väldigt snabbt här

play06:47

upp till över 250 000 individer på knappt 6 timmar.

play06:52

Så efter ett tag så blir det väldigt många individer i en population.

play06:59

Men frågan är vad händer med en population om den får tillväxa alldeles ohämmat?

play07:05

Vi skriver så här. Varför bromsas tillväxten?

play07:08

För vi förstår ju att det växer inte helt ohämmat.

play07:10

Jo, det beror just på konkurrens mellan individerna i det här samhället.

play07:16

Eller i den här populationen.

play07:19

Det här kallas nu för intraspecifik konkurrens.

play07:23

Det vill säga "intra", det är inom en viss art.

play07:26

Och det är tillgången på föda, boplats, partners med mera som gör att tillväxten bromsas upp.

play07:34

Men vad händer då när tillväxten bromsas?

play07:37

Ja, vi kan tänka oss två stycken alternativ.

play07:40

Antingen en plötslig massdöd eller att populationen stabiliseras på en jämn nivå.

play07:48

Vi ska titta lite grann på hur det fungerar.

play07:51

Först tar vi titta på det där med plötslig massdöd.

play07:54

Och det är någonting som kallas för en J-kurva.

play07:57

Ta och rita av det här diagrammet också.

play07:59

På y-axeln här sätter du populationens storlek.

play08:02

Och på x-axeln så ska du sätta tid.

play08:06

När en population tillväxer kraftigt så sker det enligt den här exponentiella formen.

play08:13

Jag har skrivit här uppe att populationen växer exponentiellt.

play08:17

Men vi har en bärkraft.

play08:20

Jag har ritat in här områdets bärkraft här nere.

play08:24

Och om den tillväxer exponentiellt så kan det bli så att det blir kraftigt över ett visst områdes bärkraft.

play08:31

Och när det då plötsligt är väldigt mycket mer individer än vad områdets bärkraft tillåter

play08:37

ja då kan det vara så att populationen kraschar fullständigt.

play08:41

Och går ner till nästan noll i alla fall.

play08:44

Och då händer det, det finns populationer där det här upprepas om och om igen.

play08:50

Och som du ser här, så liknar den här kurvan lite grann ett J.

play08:55

Och det är därför det kallas just för en J-kurva.

play08:58

Populationen växer alltså exponentiellt kraftigt över ett visst områdes bärkraft

play09:03

och så kraschar den, och sen börjar det om och om och om igen.

play09:08

Men det andra alternativet då när det stabiliseras

play09:12

ja då kallas det för en S-kurva.

play09:15

Så nu är det dags att rita ett nytt diagram här.

play09:17

Återigen populationens storlek på y-axeln och tid här på x-axeln.

play09:23

Då har vi den potentiella tillväxten som jag ritar här i orange.

play09:27

Alltså hur mycket populationen skulle kunna tillväxa om den fick växa hur mycket som helst.

play09:34

Alltså om alla faktorer var optimala (så bra som möjligt).

play09:38

Men nu har vi ju ett område och dess bärkraft.

play09:42

Och det gör att det blir ett slags motstånd från miljön här

play09:46

som trycker ner den här potentiella tillväxten.

play09:49

Så att det snarare ser ut så här,

play09:52

att populationen stabiliseras här kring områdets bärkraft.

play09:58

Det här kallas nu för en S-kurva för att det här ser kanske lite mer ut som ett S än ett J i alla fall.

play10:07

Då måste man förstås fråga sig så här också:

play10:11

Hur är det med oss människor?

play10:14

Kommer människans population att bli en J-kurva eller kommer den att bli en S-kurva?

play10:20

Det finns lite olika spekulationer kring det.

play10:23

Det finns flera stycken som talar för att människans population kanske kommer att plana ut på omkring 9 miljarder.

play10:31

Och kanske är det det vi ska hoppas på.

play10:33

För egen del om jag nu får lov att vara lite grann pessimistisk så tror jag så här.

play10:38

Att den mänskliga populationen kommer att peaka, alltså toppa (maximeras) på omkring 9 miljarder.

play10:45

Men vi människor är väldigt beroende av en jämn och hög tillgång på energi.

play10:52

Men den jämna höga tillgången på energi kommer att minska drastiskt i och med att de fossila bränslena tar slut.

play10:59

Jag tror, för egen del, att när tillgången på energi minskar så kommer också matproduktionen att minska

play11:07

och den mänskliga populationen kommer att minska.

play11:10

Jag tror, eller jag spekulerar, att under en period på kanske 100 till 200 år från nu

play11:17

så kommer populationen att minska från ett maximum på omkring 9 miljarder

play11:21

och kanske kommer den att minska så mycket som kanske till 3–4 miljarder.

play11:25

Och om populationen minskar så mycket, då kommer det nog också bli besvärligt att leva då.

play11:32

En kraftig konkurrens om naturtillgångar kommer det att bli, och det är inte omöjligt att det kommer att leda till svåra konflikter i framtiden.

play11:41

Nu var jag väldigt pessimistisk. Låt oss istället hoppas på att den mänskliga populationen kommer att plana ut på omkring 9 miljarder människor.

Rate This

5.0 / 5 (0 votes)

Related Tags
Population growthEcologySpecies dynamicsEnvironmental impactImmigrationCompetitionHuman populationSustainabilityExponential growthEnergy crisis