TIỀM NĂNG SINH HỌC: TỐC ĐỘ TĂNG TRƯỞNG NỘI TẠI VÀ CÁC VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026

Các tiềm năng sinh học là tốc độ tăng trưởng tối đa của một dân số trong đó không có giới hạn. Để một quần thể đạt được tiềm năng sinh học của nó, quần thể đó phải có nguồn tài nguyên vô hạn, không được tồn tại ký sinh trùng hoặc các mầm bệnh khác và các loài không được cạnh tranh với nhau. Vì những lý do này, giá trị chỉ là lý thuyết.

Trên thực tế, một quần thể không bao giờ đạt đến tiềm năng sinh học của nó, vì có một loạt các yếu tố (hữu sinh và phi sinh học) hạn chế sự tăng trưởng vô hạn của quần thể. Nếu chúng ta trừ đi sức đề kháng của môi trường khỏi tiềm năng sinh vật, chúng ta sẽ có giá trị thực của tốc độ gia tăng dân số nói trên.

Tỷ lệ tăng trưởng nội tại

Tiềm năng sinh vật còn được gọi là tốc độ tăng trưởng nội tại. Tham số này được ký hiệu bằng chữ cái r và là tốc độ mà quần thể của một loài nhất định có thể phát triển nếu nó có nguồn tài nguyên vô hạn.

Các sinh vật có tốc độ tăng trưởng nội tại cao thường sinh sản sớm, thời gian thế hệ ngắn, có thể sinh sản nhiều lần trong đời và có số con cao ở mỗi lần sinh sản.

Theo những đặc điểm và chiến lược sống này, loài này có thể được phân loại là hoang đàng hoặc chiến lược r và thận trọng hoặc chiến lược K. Phân loại này do George Hutchinson đặt ra.

Các chiến kê r có đặc điểm là đẻ nhiều con, có kích thước nhỏ, thời gian trưởng thành nhanh và không tốn thời gian chăm sóc của bố mẹ. Về mặt logic, các chiến lược sinh sản r đạt được khả năng tối đa của tiềm năng sinh vật về mặt sinh sản.

Ngược lại, những loài được liệt kê là K có ít con, trưởng thành chậm và kích thước cơ thể lớn. Những loài này chăm sóc kỹ lưỡng con non của chúng để đảm bảo sự thành công của chúng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiềm năng sinh vật

Tiềm năng sinh học bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nội tại của loài. Những thứ có liên quan nhất được mô tả dưới đây:

- Tần số sinh sản và tổng số lần sinh sản của sinh vật. Ví dụ, vi khuẩn sinh sản bằng cách phân hạch nhị phân, một quá trình có thể được thực hiện sau mỗi hai mươi phút. Ngược lại, một con gấu có ba hoặc bốn con. Khi so sánh tiềm năng sinh học của cả hai, gấu Bắc Cực có tiềm năng thấp hơn nhiều.

- Tổng số con cháu được sinh ra trong mỗi chu kỳ sinh sản. Các quần thể vi khuẩn có tiềm năng sinh vật rất cao. Nếu nó có nguồn tài nguyên vô hạn và không bị hạn chế, một loài vi khuẩn có thể tạo thành một lớp sâu 0,3 mét có thể bao phủ bề mặt Trái đất chỉ trong 36 giờ.

- Tuổi bắt đầu sinh sản.

- Kích thước của loài. Các loài có kích thước nhỏ, chẳng hạn như vi sinh vật, thường có tiềm năng sinh học cao hơn các loài có kích thước cơ thể lớn hơn, chẳng hạn như một số động vật có vú.

Chống lại môi trường

Tiềm năng sinh học của một loài không bao giờ đạt được. Các yếu tố ngăn cản sự tăng trưởng không hạn chế được gọi là sức đề kháng của môi trường. Chúng bao gồm các áp lực khác nhau hạn chế tăng trưởng.

Trong số những sức đề kháng này là bệnh tật, cạnh tranh, tích tụ một số chất thải độc hại trong môi trường, sự thay đổi khí hậu bất lợi, thiếu thức ăn hoặc không gian và sự cạnh tranh giữa các loài.

Nói cách khác, sự gia tăng theo cấp số nhân của một quần thể (xảy ra khi nó không có bất kỳ giới hạn nào) trở thành sự gia tăng logistic khi quần thể đối mặt với những lực cản của môi trường.

Theo thời gian dân số ổn định và đạt đến khả năng mang của nó. Ở trạng thái này, đường cong tăng trưởng có dạng chữ S (sigmoidal).

Tải trọng

Điện trở môi trường cùng với thế năng sinh vật quyết định khả năng mang. Tham số này được ký hiệu bằng chữ K và được định nghĩa là quần thể tối đa của một loài nhất định có thể được duy trì trong một môi trường sống cụ thể mà không bị suy thoái. Nói cách khác, nó là giới hạn do sức cản của môi trường áp đặt.

Tốc độ gia tăng dân số giảm khi kích thước quần thể tiến tới giá trị sức mang của môi trường. Tùy thuộc vào sự sẵn có của các nguồn lực, quy mô dân số có thể dao động xung quanh giá trị này.

Nếu quần thể vượt quá khả năng mang, nó có khả năng bị sụp đổ. Để tránh hiện tượng này, các cá thể dư thừa phải di chuyển đến các khu vực mới hoặc bắt đầu khai thác các nguồn tài nguyên mới.

Tiềm năng sinh học ở người

Ở người và các động vật có vú lớn khác, tiềm năng sinh vật có thể là 2 đến 5% mỗi năm, trái ngược với 100% tiềm năng sinh học của vi sinh vật cứ sau nửa giờ.

Không phải tất cả các tiềm năng sinh học đều đạt được trong các quần thể người. Về mặt sinh học, một người phụ nữ có khả năng sinh hơn hai mươi đứa con trong suốt cuộc đời.

Tuy nhiên, con số này gần như không bao giờ đạt được. Mặc dù vậy, dân số loài người đã tăng lên theo cấp số nhân kể từ thế kỷ thứ mười tám.

Thí dụ

Rái cá không đạt được tiềm năng sinh học của chúng vì một số lý do. Con cái đạt đến độ tuổi thành thục sinh dục từ 2 đến 5 tuổi. Lần sinh sản đầu tiên xảy ra vào khoảng 15 tuổi và trung bình chúng chỉ có một con non.

Về quy mô dân số, điều này đang dao động do những thay đổi của môi trường. Sự phát triển của các loài săn mồi như orcas, còn được gọi là cá voi sát thủ, làm giảm kích thước quần thể của rái cá.

Tuy nhiên, con mồi tự nhiên của cá voi sát thủ không phải là rái cá. Chúng là sư tử biển và hải cẩu, quần thể của chúng cũng đang suy giảm. Vì vậy, để bù đắp, những con cá voi sát thủ chuyển sang ăn rái cá.

Ký sinh trùng cũng là một yếu tố quan trọng dẫn đến sự suy giảm dân số rái cá, đặc biệt là ký sinh trùng đến từ các động vật đồng hành như mèo.

Ký sinh trùng tìm cách tiếp cận rái cá vì chủ vật nuôi xả chất thải xuống nhà vệ sinh và nó làm ô nhiễm môi trường sống của rái cá.

Tương tự như vậy, ô nhiễm nguồn nước do con người tạo ra cũng góp phần làm giảm số lượng rái cá.

Tỷ lệ của mỗi yếu tố này trong việc làm giảm tiềm năng sinh học của rái cá có thể dẫn đến sự tuyệt chủng của loài này.

Người giới thiệu

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Sinh học . Panamerican Medical Ed.
2. Miller, GT & Spoolman, S. (2011). Những yếu tố cần thiết của sinh thái học. Học tập Cengage.
3. Moore, GS (2007). Sống chung với trái đất: các khái niệm trong khoa học sức khỏe môi trường. CRC Nhấn.
4. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2011). Sinh học: khái niệm và ứng dụng. Học tập Cengage.
5. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2015). Sinh học hôm nay và ngày mai với sinh lý học. Học tập Cengage.
6. Tyler, G. & Spoolman, S. (2011). Sống trong môi trường: nguyên tắc, kết nối và giải pháp. Tái bản thứ mười sáu. Học Cengage