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多様性の生物学 和田 勝 東京医科歯科大学教養部 第１２回 個体群の生態学
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個体より上位の階層 個体 個体群 生物群集 生態系 生物圏 （ biosphere ） （ ecosystem ） （ community ） （ population ） （ individual ）
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生態学 生態学 (ecology) の用語 Henry David Thoreau の書 簡の中に、この言葉が 見られる。 Ernst Haeckel が定義付け をしている。
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生態学 oikos （家庭） + logos （学） から 「生物とその環境との相互作用の 科学的研究」（ 1869 ） Charles Krebs の定義（ 1972 ） http://www.zoology.ubc.ca/~krebs/ 「生物個体の分布と数を 決めている相互作用の研 究」
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生態学の扱う対象 個体 個体群 生物群集 生態系 生物圏 （ biosphere ） （ ecosystem ） （ community ） （ population ） （ individual ）
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個体群生態学 生態学では個体群を次のように定 義する。 「個体群とは、ある限られた空間 に生息し、多少ともまとまりを有 する一種類の生物個体の集合」 個体群生態学では、個体群を対象 に各個体の分布や数の変動を記述 し、その過程、要因を研究
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個体群生態学 個体群密度と分布パターン その変動（成長、季節的変動な ど） この 2 つのパラメーターは次の 2 つの条件によって規定される。 資源（ resource ） 制限要因（ limiting factors ） 環境収容力 （ carrying capacity ） 環境収容力 （ carrying capacity ）
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個体群の分布 http://www1.u-netsurf.ne.jp/~khag/muku01.htm http://web3.incl.ne.jp/wind/week/401/2004-1-11.htm
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個体群の分布
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個体群密度測定 空中からセンサス（ aerial census ） セレンゲティ国立公園内のアフリカスイギュウの 群れ
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個体群密度測定 Census of white-tailed deer in the winter by US Fish & Wildlife Service
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個体群密度推定 標識再捕獲法（ Mark-recapture method ） 個体群の個体総数を N 捕獲標識個体数を M 再捕獲個体数を n 標識再捕獲個体数を R とすれば 個体群の個体総数を N 捕獲標識個体数を M 再捕獲個体数を n 標識再捕獲個体数を R とすれば N N M M ＝ ＝ n n R R N N ＝ ＝ nM R R
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計算が成り立つ前提 １）各個体は同じ確率で捕獲され なけ ればならない。 １）各個体は同じ確率で捕獲され なけ ればならない。 ２）標識をつけた個体とつけてい ない 個体の間に差が生じない。 ２）標識をつけた個体とつけてい ない 個体の間に差が生じない。 ３）標識をつけて放したとき、個 体群 の中にランダムに拡散。 ３）標識をつけて放したとき、個 体群 の中にランダムに拡散。 ４）移入や繁殖によって非標識個 体が 著しく増加しない。 ４）移入や繁殖によって非標識個 体が 著しく増加しない。
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前提を満たすために 捕獲方法、標識方法、 1 回目と 2 回 目の捕獲の間隔などを慎重に選ぶ 必要 分母の標識再捕獲個体数（ R ）によ って N が大きな影響を受けるので、 R の数を大きく取れるようにｎの数 を大きく
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標識再捕獲法の例 資源量の推定（ lobster ） http://www.bigelow.org/srs/lobstertag.html Catch Marking
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標識再捕獲法の例
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Results from the first year of the study indicate mark- recapture-based estimates are consistent with diver counts on the same 1-square-kilometer area of seabed.
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標識再捕獲法の例 Population Dynamics of Soay sheep on Hirta (St. Kilda archipelago - Scotland) http://www.zoo.cam.ac.uk/zoostaff/larg/pages/SoaySheepSurvivalSite2.html
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標識再捕獲法の実習 http://nsm1.nsm.iup.edu/rgendron/Biol362_Photos.shtml
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標識再捕獲法の実習 http://www.biology.duke.edu/cibl/exercises/mark_recapture.htm 下のサイトを参照して、 2 色のビー ズを使って模擬実験を行なうことが できる。 どのくらい正確に推定できるか試し てみよう。 下のサイトを参照して、 2 色のビー ズを使って模擬実験を行なうことが できる。 どのくらい正確に推定できるか試し てみよう。
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標識再捕獲法の例 コウモリの個体群がテキサスのあ る橋の下に住んでいる。月曜日に 50 頭をネットで捕獲、標識して放 した。火曜日に同じように 100 頭を 捕獲、うち 13 頭に標識があった。 この橋の下の個体群数は何頭か。 答えは 385 頭
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センサス 大型でない個体の場合は、双眼鏡や 望遠鏡で観察して記録。
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センサス ラインセンサスやタイムマッピン グ法など、いろいろな方法がある 。
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個体群中の個体の移動 小型の発信器の利用 Microhabitat Selection and Movement Patterns of Black Rat Snakes (Pantherophis obsoletus obsoletus) in the Western Piedmont of North Carolina
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発信器の利用 チータの保護に利用
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発信器の利用 ウミガメの移動経路の解明 http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994677
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発信器と人工衛星の利用 http://www.bsc-eoc.org/lpbo/swans/swans.html
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日本でも、ツルの渡りなどに利用 して成果をあげている。 ナベツルの渡りのルートの解明、 朝鮮半島の休戦ラインが途中の休 息地（ stopover ）となっている。 発信器と人工衛星の利用
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個体群の成長 一定期間の個体群の増加は その時期に 生まれた個 体数 ー ー その時期に 死亡した個 体数 で表わすことができる。 数式で表わせば、、、
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個体群の成長 ΔN ／ Δ ｔ＝ B － D 個体群の大きさを N 、出生率 を b 、死亡率を d で表わせば ΔN ／ Δ ｔ＝ bN － dN ＝（ b － d ） N ΔN ／ Δ ｔ＝ rN r ＝ b － d （成長率）とする
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個体群の成長 dN ／ d ｔ＝ rN 理想的な環境では増加率は最大 になるはずなので、ｒはｒ max と して dN ／ d ｔ＝ r max N
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個体群の成長
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実際には、ゾウリムシはこのよう に無限に増えていくことはできな い。ビーカーの大きさがゾウリム シの収容する数を規定するからで ある。環境の収容力（ K ）をここに 導入する。 dN ／ d ｔ＝ r max N （ 1 － N ／ K ）
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個体群の成長
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ロジスティックモデルは 実際の個体群に当てはまるか？
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個体群の成長を抑制する因子
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ヒト個体群の成長
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群集と生態系の生態学 食物連鎖
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群集と生態系の生態学 食物連鎖を系として閉じる役割を する 分解者 食物連鎖を系として閉じる役割を する 分解者
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群集と生態系の生態学 生産者 消費者 一次消費者 二次消費者 分 解 者
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群集と生態系の生態学
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生態系における循環
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持続可能な成長 窒素やリンや炭素は循環している が、人はこれを無視した牧畜、農 業を行ない、食物網を破壊してい る。 人が新たに作り出した化学物質を 環境に放出し、高次捕食者に食物 連鎖を通じて蓄積し、その生物の 繁殖に大きな影響を与えたりして いる。 持続可能な成長（ sustainable growth ）は可能か ?
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