Inligting

Oorlewingskurwes: sterftesyfer van tipe II -kromme is nie konstant nie?

Oorlewingskurwes: sterftesyfer van tipe II -kromme is nie konstant nie?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

In grafieke van oorlewingskurwes sien ek dat die tipe II -krommes reguit lyne is, en die aanvullende teks sê dat die sterftesyfer konstant is (dws die helling van die lyn is konstant). Daar word egter ook duidelik gesê dat die y-as 'n logaritmiese skaal is, wat beteken dat die oorspronklike tipe II-kromme eksponensiaal is: $$ ln y = -rx+b $$ $$ y = Ae^{-rx} $ $

Dit impliseer dat die werklike sterftesyfer nie konstant is nie, maar verander as $$y'=-Ar(e^{-rx})$$ Hoe definieer ons die woord koers, in elk geval?


$ r $ is die individuele sterftesyfer per tydstap. Oorlewingskurwes (op 'n logskaal getoon) toon die verhouding van individue wat mettertyd oorleef, en met 'n tipe II -kromme sterf 'n konstante verhouding by elke tydstap (konstante sterfte met ouderdom, $ r $). Wanneer die model as $y$ uitgedruk word, kyk jy na die aantal individue wat tot 'n tydstap oorleef, wat 'n negatiewe eksponensiële is vir Tipe II, aangesien 'n kleiner en kleiner deel van die populasie by elke tydstap oorbly. Daarom is $ y '$ die verandering (helling) in die aantal individue wat mettertyd oorleef. Dit kan gesien word as 'n koers, maar dit is nie die sterftesyfer van individue nie, en dit is nie akkuraat om dit te beskryf as die "... werklike sterftesyfer ... ".

Vir 'n inleiding tot oorlewingskurwes, kan u ook kyk na "Survivorship Curves" van Nature Education


Vir Diskrete Tyd

Daar is twee hoeveelhede wat jy moet versigtig wees om nie te meng nie.

  • Die een is die nommer van individue wat tydens 'n gegewe interval sal sterf: $ d_x = N_x - N_ {x+1} $.
  • Een is die breuk, uit die lewendes aan die begin van 'n gegewe interval, wat tydens die interval sal sterf: $ q_x = frac {d_x} {N_x} $

($N_x$ is die aantal oorlewendes op ouderdom $x$.)

Op 'n gereeld plot, as $ d_x $ konstant is, sal die oorlewing lineêr afneem; as $ q_x $ konstant is, sal die oorlewing geometries afneem. Op 'n semilog plot, as $ q_x $ konstant is, sal hierdie meetkundige afname soos 'n reguit lyn lyk. Dit is, sover ek weet, die hoofrede om selfs in die eerste plek semilog -erwe te gebruik; dit maak geometriese afname maklik herkenbaar. $ d_x $ word soms die sterftesyfer en $ q_x $ word soms die sterftesyfer.

(Myns insiens is hierdie gebruik sorgeloos; dit is nie tariewe nie, maar slegs getalle. Vergelyk: daar is 'n onderskeid tussen 10 myl in 'n uur reis en reis by 10 myl per uur.)

$q_x$ kan ook beskou word as 'n skat van die waarskynlikheid dat iemand wat ouderdom $x$ is, voor ouderdom $(x+1)$ sal sterf. Dit word dus soms ook die "Ouderdomspesifieke waarskynlikheid van dood". Let op dat dit tussen 0 en 1 begrens word.

(Waarskynlikhede kan nie laer as 0 of hoër as 1 wees nie; en die breuk wat sterf moet iewers tussen "nie een van hulle" en "almal van hulle" wees nie!)

Hier is 'n voorbeeld oorlewingskromme, op 'n gereelde plot, het ek gemaak vir konstante $q_x = 0.1$.

Soveel behoort genoeg te wees om jou vraag te beantwoord. Maar vir volledigheid …

Vir deurlopende tyd

Ek het gekla dat ek $d_x$ die sterftesyfer genoem het. Dit is omdat tariewe 'n eenheid van $ tyd^{-1} $ ("... per sekonde", "… per uur"ens.) Natuurlik, deur $ d_x $ deur die lengte van die interval gee u die gemiddelde sterftesyfer oor die interval. En,

  • Die helling van die oorlewingskromme (vermenigvuldig met -1; ons wil 'n positiewe dalingstempo hê, in plaas van 'n negatiewe toename) gee u die oombliklik sterftesyfer op ouderdom $x$: $-N^{'}_{x}$.

(Om onmiddellike tariewe nuttig te wees, moet ons die oorlewingskurwe 'glad' maak in plaas daarvan dat dit 'n trapkromme is. As dit getrap word, sou die helling net altyd horisontaal of vertikaal wees.)

Dit bring ons by 'n ander hoeveelheid: die "Force of Mortality":

  • Die oombliklike, ouderdom-spesifieke, sterftesyfer per capita; of die sterftesyfer op ouderdom $ x $, gedeel deur die kohort grootte op ouderdom $x$: $mu_x = -frac{N^{'}_{x}}{N_x}$

Ter illustrasie, as die sterftesyfer op ouderdom $x$ "60 sterftes per minuut', en as daar op daardie oomblik 60 mense is, dan is die sterftesyfer per capita'1 sterfte per persoon per minuut". Omdat die keuse van tydseenheid willekeurig is, is dit dieselfde as om te sê"60 sterftes per persoon per uur"of"525600 sterftes per persoon per jaar".

Die Force of Mortality is onintuïtief ("per capita" sterftesyfer? - maar almal sterf net een keer!), Maar die formule is samehangend. Die punt om 'n "per capita-koers" te hê, is om vergelyking tussen groepe van verskillende groottes of die dieselfde kohort op verskillende ouderdomme wanneer dit groter teenoor kleiner was, ensovoorts; oor die algemeen is die idee dat sterftesyfer iets te doen het met die aantal lede, maar ook iets met die toestand van elke lid, en $ mu_x $ probeer om by laasgenoemde te kom. Dit kan gevisualiseer word as die helling van die oorlewingskromme (vermenigvuldig met -1 om dit positief te maak), gedeel deur die hoogte van die oorlewingskurwe.

Daar is 'n ooreenkoms tussen hierdie twee hoeveelhede, en die twee wat vir diskrete tyd gedefinieer is. As $ -N^{'} _ {x} $ konstant is, dan is $ d_x $ ook; en as $mu_x$ konstant is, dan is $q_x$ ook. En weer: op 'n gereelde plot, as $-N^{'}_{x}$ konstant is, sal oorlewing lineêr afneem; en as $mu_x$ konstant is, sal oorlewing eksponensieel afneem.

Maar hulle is duidelik. Dit is die $ time^{-1} $ dimensie, en die feit dat tydseenhede uitruilbaar is, wat die verskil maak.

As daar slegs 60 mense is, is dit natuurlik nie moontlik dat meer as 60 mense in die volgende jaar sterf nie $ (0 le d_x le 60) $; en dit is nie moontlik vir die breuk wat sterf om hoër as "almal van hulle" $(0 le q_x le 1)$ te wees nie.

Maar veronderstel die koers van die dood op hierdie oomblik is "60 sterftes per uur". Dit is dieselfde ding as om te sê dis"1 sterfte per minuut"of"525600 sterftes per jaar". Daar is geen implikasie dat soveel mense in werklikheid sal sterf nie, want daar is geen implikasie dat die koers sal wees bygehou vir die hele jaar. As hierdie spesifieke sterftesyfer so lank as moontlik konstant gehou word, sou die kohort almal binne presies 'n uur dood wees en dan sou die koers 0. Die onmiddellike sterftesyfer kan so hoog wees as wat u wil; dit kan net nie hoog bly nie vir altyd.

(As 'n sterftesyfer van "60 sterftes per uur"word op 'n oomblik gemeet as daar 60 mense is, dan is die sterftesyfer per capita"1 sterfte per persoon per uur"- of, ekwivalent,"$ frac {1} {60}^{de} $ sterftes per persoon per uur", of"8760 sterftes per persoon per jaar".)

Alhoewel die absolute sterftesyfer nie vir ewig hoog kan bly nie, is die sterftesyfer per capita ($mu_x$) kan. Dit is wat byvoorbeeld tydens konstante $mu_x$ (eksponensieel dalende $N_x$) gebeur. Die rede waarom dit nie paradoksaal is nie, is dat die helling ($-N^{'}_{x}$; die teller) voortdurend afneem; dit is net so die hoogte ($ N_x $; die noemer).

Die Force of Mortality $mu_x$ het ook word soms na verwys as die "sterftesyfer". Die ondubbelsinnige gebruik van taal is jammer. Dit staan ​​veral in betroubaarheidstegniek ook bekend as die" gevaarkoers ".

Terloops

$ q_x $ en $ mu_x $ is dikwels gekonfigureer, ten minste in gerontologie (waarmee ek die bekendste is). Maar hulle is nie dieselfde nie. Die eerste skat 'n waarskynlikheid, en is begrens tussen 0 en 1. Die tweede is nie 'n waarskynlikheid, en het geen boonste grens nie.

Een manier waarop hulle gekonfronteer is, is met die 'Gompertz-vergelyking".

'N Tipe II -oorlewingskurwe is een wat eksponensieel afneem. As dit die geval is, is beide $ q_x $ en $ mu_x $ konstant. Ons sou so 'n spesie 'nie-veroudering' of 'nie-veroudering' noem: u ouderdom maak geen verskil aan u kwesbaarheid nie.

Maar baie spesies verouder.

Benjamin Gompertz het voorgestel dat $ mu_x $ vir baie spesies, insluitend mense, gedurende die volwassenheid eksponensieel groei:

  • Gompertz se wet van sterflikheid: $mu_x = mu_0 cdot e^{Gx}$
  • Of in sy logaritmiese vorm: $ ln ( mu_x) = ln ( mu_0) + Gx $

(Waar $mu_0$ die "aanvanklike mortaliteit" is en $G$ die eksponensiële "Gompertz-parameter" is. In die logaritmiese vorm is $ln(mu_0)$ die snypunt, en $G$ is die helling.)

Of $ mu_x $ so 'n wet volg onbepaald is 'n empiriese saak. (Daar word eintlik gedebatteer of dit in die laat lewe vertraag, en indien wel hoekom.) Maar let op dat $q_x$ nie kon nie moontlik groei vir ewig eksponensieel, aangesien $ q_x $ nie kon nie moontlik ooit oorskry 1. En tog, as gevolg van die samesmelting, was dit die afgelope tyd dikwels in terme van $ q_x $ dat die Gompertz -vergelyking aangebied en bespreek is.

Verdere leeswerk

Ongelukkig ontbreek die literatuur (beide professioneel en pedagogies), sover ek weet, baie aan intuïtiewe en akkurate behandelings!

Peter Medawar se "Die definisie en meting van veroudering" (hoofstuk 1 in Die CIBA Foundation Colloquia on Aging, Vol. 1) is waarskynlik nog steeds die beste inleiding tot die rede waarom ons omgee vir oorlewingskurwes en sterftes, vanuit die perspektief van biogerontologie. Medawar gee die korrekte definisie en formule vir $ mu_x $ (hoewel hy nie die onderskeid tussen $ q_x $ beklemtoon nie; hy noem inderdaad glad nie $ q_x $ nie).

Die onderskeid tussen $q_x$ en $mu_x$ word in Gavrilov en Gavrilova se Die biologie van lewensduur: 'n kwantitatiewe benadering, sowel as in sommige van hul koerante. Hulle bied die korrekte forumula vir $mu_x$ aan, maar probeer dit nie regtig verduidelik nie.


Dit is 'n statistiese eienskap van die kurwe - met die tyd tot gebeurtenisanalise (wat 'n oorlewingskromme is), 'n konstante gevaar (die onmiddellike waarskynlikheid dat 'n gebeurtenis in die tyd sal plaasvind t, aangesien dit nog nie plaasgevind het nie), sal 'n eksponensieel verspreiding oplewer oorlewingsfunksie. As 'n grafiek op 'n logas verskyn, lyk hierdie funksie soos 'n reguit lyn.


Watter diere het 'n tipe 2 -oorlewingskromme?

A tipe II oorlewingskurwe toon 'n min of meer konstante sterftesyfer vir die spesie deur sy hele lewe. Dit beteken die individu se kans om te sterf is onafhanklik van hul ouderdom. Oorlewingskurwes van tipe II word geplot as 'n diagonale lyn wat afwaarts op 'n grafiek gaan.

Ook, watter dier het 'n tipe 3-oorlewingskurwe? Die tipe III -kromme, kenmerkend van klein soogdiere, visse, en ongewerweldes, is die teenoorgestelde: dit beskryf organismes met 'n hoë sterftesyfer (of lae oorlewingsyfer) onmiddellik na geboorte. In teenstelling hiermee beskou die tipe II -kromme voëls, muise en ander organismes wat gekenmerk word deur 'n relatief konstante en hellip

As u dit in die oog hou, watter diere het 'n tipe 1-oorlewingskurwe?

Tik I. Mense en die meeste primate het 'n tipe ek oorlewingskurwe. In 'n Tik ek kromme, is organismes geneig om nie te sterf wanneer hulle jonk of middeljarig is nie, maar eerder sterf wanneer hulle bejaard word.

Watter tipe oorlewingskurwe het skilpaaie?

Die hipotese wat die plaaslike bevolking van skilpaaie in Cougar Lake sou volg 'n Tik II oorlewingskurwe is heeltemal deur die data ondersteun (Figuur 1). Hierdie tipe oorlewingskurwe dui daarop dat skilpaaie het omtrent dieselfde waarskynlikheid om tot die volgende jaar deur hul hele lewe te oorleef.


Oorlewingskurwe

Ons redakteurs sal nagaan wat jy ingedien het en bepaal of die artikel hersien moet word.

Oorlewingskurwe, grafiese voorstelling van die aantal individue in 'n bevolking wat verwag kan word om te oorleef tot enige spesifieke ouderdom.

Daar is drie algemene tipes krommes. Die tipe I -kromme, geïllustreer deur die groot soogdiere, volg organismes wat geneig is om lang lewens te lei (lae sterftesyfer en hoë oorlewingsyfer) teen die einde van hul lewensverwagting, maar daar is 'n dramatiese toename in die sterftesyfer. Die tipe III-kurwe, kenmerkend van klein soogdiere, visse en ongewerwelde diere, is die teenoorgestelde: dit beskryf organismes met 'n hoë sterftesyfer (of lae oorlewingsyfer) onmiddellik na geboorte. Daarteenoor beskou die tipe II -kromme voëls, muise en ander organismes wat deur hul lewensverwagtinge gekenmerk word deur 'n relatief konstante sterftesyfer of oorlewingsyfer.

Hierdie artikel is mees onlangs hersien en bygewerk deur John P. Rafferty, redakteur.


Watter tipe organisme sal die meeste waarskynlik 'n tipe II-oorlewingskurwe hê?

Daarteenoor het die Tipe II kurwe beskou voëls, muise en ander organismes gekenmerk deur 'n relatief konstante sterftes of oorlewing koers gedurende hul lewensverwagtinge. Sekere akkedisse, voëls en knaagdiere vertoon dit tipe van oorlewingskurwe.

Tweedens, watter tipe oorlewingskurwe is van toepassing op mense? Tik Ek of konveks kurwes word gekenmerk deur hoë ouderdom-spesifieke oorlewingwaarskynlikheid in vroeë en middellewe, gevolg deur 'n vinnige afname in oorlewing in latere lewe. Hulle is tipies van spesies wat min nageslag produseer, maar goed vir hulle sorg, insluitend mense en baie ander groot soogdiere.

Hierin, watter organisme het die meeste waarskynlik 'n tipe III oorlewingskurwe?

Bome en mariene ongewerweldes vertoon a tipe III oorlewingskurwe want baie min hiervan organismes oorleef hul jonger jare, maar diegene wat dit wel doen maak dit is op 'n hoë ouderdom meer waarskynlik om vir 'n relatief lang tydperk te oorleef.

Watter tipe oorlewingskurwe het olifante?

Olifante het a Tik ek oorlewingskurwe (sterftes neem toe met ouderdom), en vrugbaarheid neem af met ouderdom.


Spesieverspreiding

Benewens die meting van grootte en digtheid, kan verdere inligting oor 'n populasie verkry word deur na die verspreiding van die individue oor hul reeks te kyk. 'n Spesieverspreidingspatroon is die verspreiding van individue binne 'n habitat op 'n bepaalde tydstip—breë kategorieë van patrone word gebruik om hulle te beskryf.

Individue binne 'n bevolking kan willekeurig, in groepe of ewe verdeel (min of meer) versprei word. Hierdie staan ​​bekend as ewekansige, klonterige en eenvormige verspreidingspatroneonderskeidelik (Figuur 2). Verskillende verspreidings weerspieël belangrike aspekte van die biologie van die spesie. Dit beïnvloed ook die wiskundige metodes wat nodig is om die bevolkingsgroottes te skat. 'N Voorbeeld van 'n ewekansige verspreiding vind plaas by paardebloem en ander plante met saad wat deur wind versprei word en ontkiem waar hulle ook al in gunstige omgewings val. 'n Geklonte verspreiding kan gesien word in plante wat hul sade reguit op die grond laat val, soos eikebome, dit kan ook gesien word in diere wat in sosiale groepe (skole visse of troppe olifante) leef. Eenvormige verspreiding word waargeneem in plante wat stowwe afskei wat die groei van nabygeleë individue inhibeer (soos die vrystelling van giftige chemikalieë deur salieplante). Dit word ook gesien in territoriale diersoorte, soos pikkewyne wat 'n gedefinieerde gebied vir nes onderhou. Die territoriale verdedigingsgedrag van elke individu skep 'n gereelde verspreidingspatroon van gebiede van dieselfde grootte en individue binne daardie gebiede. Die verspreiding van die individue binne 'n populasie verskaf dus meer inligting oor hoe hulle met mekaar omgaan as wat 'n eenvoudige digtheidsmeting doen. Net soos spesies met 'n laer digtheid moeiliker kan wees om 'n huweliksmaat te vind, kan eensame spesies met 'n ewekansige verspreiding 'n soortgelyke moeilikheid hê in vergelyking met sosiale spesies wat in groepe saamgevoeg word.

Figuur 2. Spesies kan 'n ewekansige, geklonte of eenvormige verspreiding hê. Plante soos (a) paardebloem met windverspreide sade is geneig om lukraak versprei te word. Diere soos (b) olifante wat in groepe reis, vertoon 'n klomp verspreiding. Territoriale voëls soos (c) pikkewyne is geneig om 'n eenvormige verspreiding te hê. (krediet a: wysiging van werk deur Rosendahl krediet b: wysiging van werk deur Rebecca Wood krediet c: wysiging van werk deur Ben Tubby)

Lewenstafels belangrike inligting te verskaf oor die lewensgeskiedenis van 'n organisme en die lewensverwagting van individue op elke ouderdom. Hulle is gemodelleer volgens aktuariële tabelle wat deur die versekeringsbedryf gebruik word om menslike lewensverwagting te skat. Lewenslyste kan die waarskynlikheid bevat dat elke ouderdomsgroep voor hul volgende verjaardag sterf, die persentasie oorlewende individue wat op 'n spesifieke ouderdomsinterval sterf, hul sterftesyfer en hul lewensverwagting by elke interval. 'N Voorbeeld van 'n lewenstabel word in tabel 1 getoon uit 'n studie van Dall -bergskaap, 'n spesie wat in Noordwes -Noord -Amerika voorkom. Let op dat die bevolking in ouderdomsintervalle verdeel is (kolom A).

Soos uit die sterftesyfer (kolom D) blyk, het 'n hoë sterftesyfer plaasgevind toe die skape tussen ses maande en 'n jaar oud was, en toe nog meer toegeneem van 8 tot 12 jaar oud, waarna daar min oorlewendes was. Die data dui aan dat indien 'n skaap in hierdie populasie sou oorleef tot die ouderdom van een jaar, dit verwag kan word om gemiddeld nog 7,7 jaar te lewe, soos getoon deur die lewensverwagtinggetalle in kolom E.

Tabel 1. Hierdie lewenstabel van Ovis dalli toon die aantal sterftes, aantal oorlewendes, sterftesyfer en lewensverwagting op elke ouderdomsinterval vir Dall -bergskape.
Lewens tafel van Dall -bergskape 1
Ouderdomsinterval (jare) Aantal sterf in ouderdomsinterval uit 1000 gebore Aantal oorleef aan die begin van die ouderdomsinterval uit 1000 gebore Sterftesyfer per 1000 lewend aan die begin van die ouderdomsinterval Lewensverwagting of gemiddelde leeftyd wat oorbly vir diegene wat ouderdomsinterval bereik
0–0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5–1 145 946 153.3
1–2 12 801 15.0 7.7
2–3 13 789 16.5 6.8
3–4 12 776 15.5 5.9
4–5 30 764 39.3 5.0
5–6 46 734 62.7 4.2
6–7 48 688 69.8 3.4
7–8 69 640 107.8 2.6
8–9 132 571 231.2 1.9
9–10 187 439 426.0 1.3
10–11 156 252 619.0 0.9
11–12 90 96 937.5 0.6
12–13 3 6 500.0 1.2
13–14 3 3 1000 0.7
Figuur 3. Oorlewingskurwes toon die verspreiding van individue in 'n bevolking volgens ouderdom. Mense en die meeste soogdiere het 'n tipe I-oorlewingskurwe, omdat die dood hoofsaaklik in die ouer jare plaasvind. Voëls het 'n tipe II-oorlewingskurwe, aangesien dood op enige ouderdom ewe waarskynlik is. Bome het 'n tipe III oorlewingskurwe omdat baie min die jonger jare oorleef, maar na 'n sekere ouderdom is individue baie meer geneig om te oorleef.

Nog 'n hulpmiddel wat deur bevolkingsekoloë gebruik word, is a oorlewingskurwe, wat 'n grafiek is van die aantal individue wat op elke ouderdomsinterval teenoor tyd oorleef. Met hierdie kurwes kan ons die lewensgeskiedenisse van verskillende bevolkings vergelyk (Figuur 3). Daar is drie tipes oorlewingskurwes. In 'n tipe I -kromme is die sterfte laag in die vroeë en middeljare en kom dit meestal by ouer individue voor. Organismes wat 'n tipe I -oorlewing toon, produseer gewoonlik min nakomelinge en sorg goed vir die nageslag, wat die kans op oorlewing verhoog. Mense en die meeste soogdiere vertoon 'n tipe I-oorlewingskurwe. In tipe II -kurwes is sterftes relatief konstant gedurende die hele lewensduur, en sterfte is eweneens op enige stadium in die lewensduur moontlik. Baie voëlbevolkings verskaf voorbeelde van 'n intermediêre of tipe II oorlewingskurwe. In tipe III oorlewingskurwes ervaar vroeë ouderdomme die hoogste mortaliteit met baie laer sterftesyfers vir organismes wat dit tot gevorderde jare bereik. Tipe III -organismes produseer gewoonlik 'n groot aantal nageslag, maar sorg baie min vir hulle. Bome en mariene ongewerwelde diere vertoon 'n tipe III-oorlewingskromme omdat baie min van hierdie organismes hul jonger jare oorleef, maar diegene wat dit wel tot 'n hoë ouderdom bereik, is meer geneig om vir 'n relatief lang tydperk te oorleef.

Toekenning

Bevolkingsdemografie deur OpenStax is gelisensieer onder CC BY 4.0. Uit die oorspronklike gewysig deur Matthew R. Fisher.


Biology 2e (0de uitgawe) Redigeer uitgawe

Survivorship curve is 'n grafiese voorstelling van oorlewende individue van dieselfde ouderdom op 'n spesifieke tydstip (kohort). Daar is drie tipes oorlewingskurwes- tipe I, tipe II en tipe III.

Tipe I oorlewingskurwes bestaan ​​uit daardie spesies van bevolking wat hoë oorlewingsvermoëns toon tydens sy jong en middeljarige ouderdom, gevolg deur afname in hul bevolking as gevolg van mortaliteit in latere lewe. Sulke organismes produseer min nageslag en spandeer baie energie en tyd in die versorging daarvan.

Tipe II oorlewingskurwes toon 'n konstante oorlewing en sterftesyfer van sy individue ongeag ouderdom. Voorbeeld: akkedisse

Tipe III oorlewingskurwes produseer nageslag in groot getalle, maar gee nie om vir hulle nie. Die nageslag wat tydens die jong stadium die moeilike omstandighede oorleef, sal vir 'n aansienlike tyd oorleef. Hierdie tipe toon 'n hoë geboortesyfer en 'n baie lae sterftesyfer. Voorbeeld: bome.

Daar is geen tipe IV-oorlewing nie. Daar is slegs tipe I, tipe II en tipe III oorlewingskurwes.


Meervoudige keuse

Watter van die volgende metodes sal 'n ekoloog inligting gee oor die grootte en digtheid van 'n bevolking?

A. merk en hervang
B. merk en los
C. kwadraat
D. lewens tafel

Watter van die volgende is die beste om die lewensverwagting van 'n individu binne 'n bevolking aan te toon?

A. kwadraat
B. merk en herower
C. oorlewingskurwe
D. lewenstafel

Watter tipe oorlewingskurwe het menslike bevolkings?

A. Tipe I
B. Tipe II
C. Tipe III
D. Tipe IV


2.4: Lewensborde en oorlewing

Bevolkingsekoloë gebruik lewenstabelle om spesies te bestudeer en die mees kwesbare stadiums van organismes en lewens van lewens te identifiseer om effektiewe maatreëls te ontwikkel om lewensvatbare bevolkings te handhaaf. Lewe tafels, soos Tabel (PageIndex<1>), spoor oorlewing, die kans dat 'n individu in 'n gegewe bevolking tot verskillende ouderdomme sal oorleef. Lewenstabelle is deur die versekeringsbedryf uitgevind om te voorspel hoe lank, gemiddeld, 'n persoon sal lewe. Bioloë gebruik 'n lewenstabel as 'n vinnige venster in die lewens van die individue van 'n bevolking, wat wys hoe lank hulle waarskynlik sal lewe, wanneer hulle sal voortplant en hoeveel nageslag hulle voortbring. Lewens tafels word gebruik om te bou oorlewingskurwes, wat grafieke is wat die verhouding toon van individue van 'n bepaalde ouderdom wat nou in 'n bevolking lewe. Oorlewing (kans om tot 'n bepaalde ouderdom te oorleef) word op die y-as geplot as 'n funksie van ouderdom of tyd op die x-as. As die persentasie van die maksimum lewensduur egter op die x-as gebruik word in plaas van die werklike ouderdomme, is dit moontlik om oorlewingskurwes vir verskillende soorte organismes te vergelyk (Figuur ( PageIndex <1> )). Alle kurwes vir oorlewing begin langs die y-as-afsnit met al die individue in die bevolking (of 100% van die individue wat oorleef). Namate die bevolking ouer word, sterf individue en die krommes daal. 'N Oorlewingskurwe styg nooit.

Tabel ( PageIndex <1> ): Lewenstabel vir die Amerikaanse bevolking in 2011 wat die getal aandui wat na verwagting lewendig sal wees aan die begin van elke ouderdomsinterval gebaseer op die sterftesyfers in 2011. Byvoorbeeld, 95 816 mense uit 100 000 sal na verwagting tot die ouderdom van 50 leef (0,983 kans) van oorlewing). Die kans om te oorleef tot 60 jaar is 0,964, maar die kans om te oorleef tot 90 is slegs 0,570.

Ouderdom (jaar) Aantal Lewe aan die begin van ouderdomsinterval Getal sterf tydens interval Kans om te oorleef Interval Kans om te sterf tydens tussenposes
0-1 100000 606 0.993942 0.006058
1-5 99394 105 0.998946 0.001054
5-10 99289 60 0.999397 0.000603
10-15 99230 70 0.999291 0.000709
15-20 99159 242 0.997562 0.002438
20-25 98917 425 0.995704 0.004296
25-30 98493 475 0.995176 0.004824
30-35 98017 553 0.994362 0.005638
35-40 97465 681 0.993015 0.006985
40-45 96784 968 0.989994 0.010006
45-50 95816 1535 0.983982 0.016018
50-55 94281 2306 0.975541 0.024459
55-60 91975 3229 0.964895 0.035105
60-65 88746 4378 0.950668 0.049332
65-70 84368 6184 0.926698 0.073302
70-75 87184 8670 0.889101 0.110899
75-80 69513 12021 0.827073 0.172927
80-85 57493 15760 0.725879 0.274121
85-90 41733 17935 0.570241 0.429759
90-95 23798 14701 0.382258 0.617742
95-100 9097 7169 0.211924 0.788076
100 en meer 1928 1928 0 1.000000

BRON: CDC/NCHS, National Vital Statistics System.

Oorlewingskurwes openbaar 'n groot hoeveelheid inligting oor 'n bevolking, soos of die meeste nageslag kort ná geboorte sterf en of die meeste tot volwassenheid oorleef en waarskynlik lang lewens sal lei. Hulle val gewoonlik in een van drie tipiese vorms, tipes I, II en III (Figuur (PageIndex<1>)a). Organismes wat uitstal Tipe I oorlewingskurwes het die hoogste waarskynlikheid om elke ouderdomsinterval tot op ouderdom te oorleef, dan neem die risiko om te sterf dramaties toe. Mense is 'n voorbeeld van 'n spesie met 'n tipe I -oorlewingskurwe. Ander sluit die reuseskilpad en die meeste groot soogdiere soos olifante in. Hierdie organismes het min natuurlike roofdiere en sal dus waarskynlik 'n lang lewe lei. Hulle is geneig om slegs 'n paar nageslag op 'n slag te produseer en belê baie tyd en moeite in elke nageslag, wat die oorlewing verhoog.

In die Tipe III oorlewingskurwe meeste van die sterftes kom in die jongste ouderdomsgroepe voor. Jeugoorlewing is baie laag en baie mense sterf jonk, maar individue wat gelukkig is om die eerste paar ouderdomsintervalle te oorleef, sal waarskynlik baie langer lewe. Die meeste plantsoorte, insekspesies, paddas sowel as mariene spesies soos oesters en visse het 'n tipe III -oorlewingskromme. 'N Padda kan honderde eiers in 'n dam lê en hierdie eiers produseer honderde paddavissies. Roofdiere eet egter baie van die jong paddavissies en mededinging om kos beteken ook dat baie paddavissies nie oorleef nie. Maar die paar paddavissies wat wel oorleef en in volwassenes verander, leef dan relatief lank (vir 'n padda). Die makrielvis, 'n wyfie, is in staat om 'n miljoen eiers te produseer en gemiddeld net sowat 2 oorleef tot volwassenheid. Organismes met hierdie tipe oorlewingskurwe produseer gewoonlik 'n groot aantal nageslag omdat die meeste nie sal oorleef nie. Hulle is ook geneig om nie veel ouerlike sorg te gee nie.

Tipe II oorlewing is intermediêr tussen die ander en dui daarop dat sulke spesies 'n ewe kans het om op enige ouderdom te sterf. Baie voëls, klein soogdiere soos eekhorings en klein reptiele, soos akkedisse, het 'n tipe II -oorlewingskurwe. Die reguit lyn dui aan dat die lewende verhouding in elke ouderdomsinterval teen 'n bestendige, gereelde pas daal. Die waarskynlikheid om in enige ouderdomsinterval te sterf, is dieselfde.

In werklikheid het die meeste spesies oorlewingskurwes wat definitief tipe I, II of III is. Hulle kan oral tussenin wees. Hierdie drie verteenwoordig egter die uiterstes en help ons om voorspellings te maak oor voortplantingsyfers en ouerlike belegging sonder uitgebreide waarnemings van individuele gedrag. Byvoorbeeld, mense in minder geïndustrialiseerde lande is geneig om hoër sterftesyfers in alle ouderdomsintervalle te hê, veral in die vroegste intervalle in vergelyking met individue in geïndustrialiseerde lande. Kyk na die bevolking van die Verenigde State in 1900 (Figuur ( PageIndex <1> ) b), kan u sien dat die sterfte in die vroegste tussenposes baie hoër was en dat die bevolking deurgaans 'n tipe II -oorlewingskromme toon, soortgelyk aan wat in minder geïndustrialiseerde lande of onder die armste bevolkings gesien kan word.


Bevolkingsgrootte en digtheid

Bevolkings word gekenmerk deur hul bevolkingsgrootte (totale aantal individue) en hul bevolkingsdigtheid (aantal individue per oppervlakte-eenheid). 'N Bevolking kan 'n groot aantal individue hê wat dig of yl versprei is. Daar is ook bevolkings met 'n klein aantal individue wat dig of baie yl versprei kan wees in 'n plaaslike omgewing. Bevolkingsgrootte kan die aanpassingspotensiaal beïnvloed omdat dit die hoeveelheid genetiese variasie in die bevolking beïnvloed. Digtheid kan gevolge hê vir interaksies binne 'n bevolking, soos mededinging om kos en die vermoë van individue om 'n huweliksmaat te vind. Kleiner organismes is geneig om digter versprei te wees as groter organismes (Figuur ( PageIndex <1> )).

Figuur ( PageIndex <1> ). Australiese soogdiere toon 'n tipiese omgekeerde verhouding tussen bevolkingsdigtheid en liggaamsgrootte. Soos hierdie grafiek toon, neem die bevolkingsdigtheid gewoonlik af met toenemende liggaamsgrootte. Waarom dink jy is dit die geval?

Skatting van bevolkingsgrootte

Die mees akkurate manier om die bevolkingsgrootte te bepaal, is om al die individue in die gebied te tel. Hierdie metode is egter gewoonlik nie logisties of ekonomies haalbaar nie, veral as u groot gebiede bestudeer. Wetenskaplikes bestudeer dus gewoonlik bevolkings deur 'n verteenwoordigende gedeelte van elke habitat te steekproef en gebruik hierdie steekproef om afleidings oor die bevolking as 'n geheel te maak. Die metodes wat gebruik word om populasies te monteer om hul grootte en digtheid te bepaal, word tipies aangepas by die eienskappe van die organisme wat bestudeer word. Vir onbeweeglike organismes soos plante, of vir baie klein en stadigbewegende organismes, kan 'n kwadrat gebruik word. A kwadraat is 'n vierkantige struktuur wat lukraak op die grond geleë is en gebruik word om die aantal individue wat binne sy grense lê, te tel. Om 'n akkurate telling met hierdie metode te verkry, moet die vierkant genoeg keer op willekeurige plekke binne die habitat geplaas word om 'n akkurate skatting te lewer.

Vir kleiner mobiele organismes, soos soogdiere, word 'n tegniek genoem merk en hervang word dikwels gebruik. Hierdie metode behels die merk van gevange diere en die vrystelling daarvan in die omgewing om met die res van die bevolking te meng. Later word 'n nuwe monster geneem en wetenskaplikes bepaal hoeveel van die gemerkte diere in die nuwe monster is. Hierdie metode veronderstel dat hoe groter die populasie, hoe laer die persentasie gemerkte organismes wat weer gevang sal word, aangesien dit met meer ongemerkte individue gemeng sal wees. As 80 veldmuise byvoorbeeld gevang, gemerk en in die bos vrygelaat word, word 'n tweede vangende 100 veldmuise gevang en 20 daarvan gemerk, die populasie grootte (N) kan met behulp van die volgende vergelyking bepaal word:

Deur ons voorbeeld te gebruik, sal die vergelyking wees:

Hierdie resultate gee ons 'n skatting van 400 totale individue in die oorspronklike bevolking. Die ware getal sal gewoonlik 'n bietjie anders wees as gevolg van toevallige foute en moontlike vooroordeel wat deur die steekproefmetodes veroorsaak word.

Spesieverspreiding

Benewens die meting van grootte en digtheid, kan verdere inligting oor 'n populasie verkry word deur te kyk na die verspreiding van die individue in hul omvang. 'n Spesieverspreidingspatroon is die verspreiding van individue binne 'n habitat op 'n bepaalde tydstip en breë kategorieë van patrone word gebruik om hulle te beskryf.

Individue binne 'n bevolking kan willekeurig, in groepe of ewe verdeel (min of meer) versprei word. Dit staan ​​bekend as ewekansige, klonterige en eenvormige verspreidingspatrone, onderskeidelik (Figuur (PageIndex<2>)). Verskillende verspreidings weerspieël belangrike aspekte van die biologie van die spesie. Dit beïnvloed ook die wiskundige metodes wat nodig is om die bevolkingsgroottes te skat. ’n Voorbeeld van ewekansige verspreiding kom voor met paardebloem en ander plante wat windverspreide sade het wat ontkiem waar hulle ook al in gunstige omgewings val. 'N Klonterige verspreiding kan gesien word by plante wat hul sade reguit op die grond laat val, soos eikebome, dit kan ook gesien word by diere wat in sosiale groepe woon (vissies of kuddes olifante). Eenvormige verspreiding word waargeneem in plante wat stowwe afskei wat die groei van nabygeleë individue inhibeer (soos die vrystelling van giftige chemikalieë deur salieplante). Dit word ook gesien in territoriale diersoorte, soos pikkewyne wat 'n gedefinieerde gebied vir nes onderhou. Die territoriale verdedigingsgedrag van elke individu skep 'n gereelde verspreidingspatroon van gebiede van dieselfde grootte en individue binne daardie gebiede. Die verspreiding van die individue binne 'n bevolking bied dus meer inligting oor hoe hulle met mekaar omgaan as 'n eenvoudige digtheidmeting. Net soos spesies met 'n laer digtheid moeiliker kan wees om 'n huweliksmaat te vind, kan eensame spesies met 'n ewekansige verspreiding 'n soortgelyke moeilikheid hê in vergelyking met sosiale spesies wat in groepe saamgevoeg word.

Figuur ( PageIndex <2> ). Spesies kan 'n ewekansige, klonterige of eenvormige verspreiding hê. Plante soos (a) paardebloem met windverspreide sade is geneig om lukraak versprei te word. Diere soos (b) olifante wat in groepe reis, vertoon 'n klomp verspreiding. Territoriale voëls soos (c) pikkewyne is geneig om 'n eenvormige verspreiding te hê. (krediet a: wysiging van werk deur Rosendahl krediet b: wysiging van werk deur Rebecca Wood krediet c: wysiging van werk deur Ben Tubby)

Lewens tafels gee belangrike inligting oor die lewensgeskiedenis van 'n organisme en die lewensverwagting van individue op elke ouderdom. Hulle is gemodelleer volgens aktuariële tabelle wat deur die versekeringsbedryf gebruik word om menslike lewensverwagting te skat. Lewenstabelle kan die waarskynlikheid insluit dat elke ouderdomsgroep sterf voor hul volgende verjaardag, die persentasie oorlewende individue wat op 'n spesifieke ouderdomsinterval sterf (hul sterftesyfer en hul lewensverwagting by elke interval. 'n Voorbeeld van 'n lewenstabel word in tabel getoon 1 uit 'n studie van Dall -bergskape, 'n spesie wat inheems is in Noordwes -Noord -Amerika. Let op dat die populasie in ouderdomsintervalle verdeel is (kolom A).

Soos uit die sterftesyfer (kolom D) blyk, het 'n hoë sterftesyfer plaasgevind toe die skape tussen ses maande en 'n jaar oud was, en toe nog meer toegeneem van 8 tot 12 jaar oud, waarna daar min oorlewendes was. Die data dui aan dat as 'n skaap in hierdie populasie tot die ouderdom van een sou oorleef, dit gemiddeld nog 7,7 jaar sou leef, soos getoon deur die lewensverwagtinggetalle in kolom E.

Tabel 1: Lewenstafel van Dallbergskape
Ouderdomsinterval (jare) Aantal sterf in ouderdomsinterval uit 1000 gebore Aantal oorleef aan die begin van die ouderdomsinterval uit 1000 gebore Sterftesyfer per 1000 lewend aan die begin van die ouderdomsinterval Lewensverwagting of gemiddelde leeftyd wat oorbly vir diegene wat ouderdomsinterval bereik
0&ndash0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5&ndash1 145 946 153.3 &mdash
1 en ndash2 12 801 15.0 7.7
2&ndash3 13 789 16.5 6.8
3 en ndash4 12 776 15.5 5.9
4 en ndash5 30 764 39.3 5.0
5 en ndash6 46 734 62.7 4.2
6 en ndash7 48 688 69.8 3.4
7&ndash8 69 640 107.8 2.6
8&ndash9 132 571 231.2 1.9
9 & ndash10 187 439 426.0 1.3
10&ndash11 156 252 619.0 0.9
11 & ndash12 90 96 937.5 0.6
12&ndash13 3 6 500.0 1.2
13&ndash14 3 3 1000 0.7

Nog 'n hulpmiddel wat deur bevolkingsekoloë gebruik word, is a oorlewingskurwe, wat 'n grafiek is van die aantal individue wat op elke ouderdomsinterval teenoor tyd oorleef. Hierdie kurwes stel ons in staat om die lewensgeskiedenis van verskillende populasies te vergelyk (Figuur (PageIndex<3>)). Daar is drie tipes oorlewingskurwes. In 'n tipe I-kurwe is mortaliteit laag in die vroeë en middeljare en kom meestal by ouer individue voor. Organismes wat 'n tipe I-oorlewing toon produseer tipies min nageslag en verskaf goeie sorg aan die nageslag wat die waarskynlikheid van hul oorlewing verhoog. Mense en die meeste soogdiere toon 'n tipe I -oorlewingskurwe. In tipe II -kurwes is sterftes relatief konstant gedurende die hele lewensduur, en sterfte is eweneens op enige stadium in die lewensduur moontlik. Baie voëlbevolkings bied voorbeelde van 'n intermediêre of tipe II -oorlewingskurwe. In tipe III -oorlewingskurwes ervaar vroeë ouderdomme die hoogste sterftesyfers met baie laer sterftesyfers vir organismes wat tot gevorderde jare kom. Tipe III -organismes produseer gewoonlik 'n groot aantal nageslag, maar sorg baie min vir hulle. Bome en ongewerweldes in die see vertoon 'n tipe III -oorlewingskurwe omdat baie min van hierdie organismes hul jonger jare oorleef, maar diegene wat wel op 'n hoë ouderdom kom, is meer geneig om 'n relatief lang tyd te oorleef.

Figuur (PageIndex<3>). Oorlewingskurwes toon die verspreiding van individue in 'n bevolking volgens ouderdom. Mense en die meeste soogdiere het 'n tipe I-oorlewingskurwe, omdat die dood hoofsaaklik in die ouer jare plaasvind. Voëls het 'n tipe II -oorlewingskurwe, aangesien die dood op enige ouderdom ewe waarskynlik is. Bome het 'n tipe III -oorlewingskromme omdat baie min die jonger jare oorleef, maar na 'n sekere ouderdom is die kans groter dat individue sal oorleef.


Lewenstabelle is 'n waardevolle hulpmiddel om te ondersoek hoe ouderdomstruktuur 'n bevolking se groeitrajek kan verander

Population demography is the study of numbers and rates in a population and how they change over time. The basic tool of demography is the life table. Life tables are an analytical tool that population ecologists use to study age-specific population characteristics such as survival, fecundity, and mortality. These data can be critical in conservation efforts (such as reintroductions or pest reductions) where ecologists would like to know how well an endangered or transplanted population is doing.

Life tables determine the number of individuals that survive from one age group to the next. Cohort life tables follow one group of individuals born at the same time, called a cohort, until the death of all individuals. This technique of demographic assessment requires key assumptions:

  1. The population sample of each age class is proportional to its numbers in the population
  2. Age-specific mortality rates remain constant during the time period, meaning that subsequent cohorts will exhibit similar pattern of birth and death.

Life Table:

The first row represents the birth year of the cohort, and each subsequent row of the life table shows that same group one year older. Assuming that the unit of age (x) is years, the number alive (nx) column indicates that not all individuals survive from year to year. Survivorship converts that mortality into a proportion alive of the original cohort (lx = nx/n0). The average number of offspring born to individuals of each age is age-specific fecundity, and it cannot be calculated from other information provided in the table but instead must be estimated from data.

Here’s the best bit and the reason we bother to gather all the age-specific survivorship and fecundity information: if the assumptions (1 and 2 above) are met, then the sum of the product of survivorship and fecundity at each age gives a population growth parameter called R0 (pronounced R-nought), defined as the net reproductive rate. When R0 exceeds 1, the population is producing more offspring than it is losing from deaths. In other words, the population is growing.

  • Is the population above growing, shrinking, or stable?
  • At what age is fecundity maximized? Survivorship?

Because of life history trade-offs, patterns of age-specific survival are predictive of the general life history of a population. While a life table shows the survivorship in a numerical form, assessing pattern from columns of data is difficult. Instead, ecologists create survivorship curves by plotting lx versus time.

Population biologists look for three types of patterns in survivorship curves (note that the y-axis is a log scale):

Survivorship curves show the distribution of individuals in a population according to age. Humans and most mammals have a Type I survivorship curve, because death primarily occurs in the older years. Birds have a Type II survivorship curve, as death at any age is equally probable. Trees have a Type III survivorship curve because very few survive the younger years, but after a certain age, individuals are much more likely to survive. (Bron: OpenStax Biology)

Type I curves are observed in populations with low mortality in young age classes but very high mortality as an individual ages. Type II curves represent populations where the mortality rate is constant, regardless of age. Type III curves occur in populations with high mortality in early age classes and very low mortality in older individuals. Populations displaying a Type III survivorship curve generally need to have high birth rates in order for the population size to remain constant. High birth rates ensure that enough offspring survive to reproduce, ensuring the population sustains itself. In contrast, populations characterized by a Type I survivorship curve often have low birth rates because most offspring survive to reproduce, and very high birth rates result in exponential population growth.

This video provides an overview of survivorship curves and some of the nuance in interpreting these plots:

As noted in the video, species with Type I survivorship curves tend to have K-selected traits, while species with Type III (or sometimes Type II) survivorship curves tend to have r-selected traits.