食物連鎖・捕食者と被食者の個体数の変化【生態系】 高校生物基礎
7分53秒
説明
【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
食物連鎖と捕食者・被食者の個体数の変化について講義します。
問題：網目状に絡み合った食うー食われるの関係のことを言うか。漢字３字で答えよ。
答え：食物網
問題：一次消費者を１つ選べ。
①ナナホシテントウ
②ジョロウグモ
③ウサギ
答え：③（①②は二次消費者。①はアブラムシなどを食う ②はチョウなどをを食う。）
● 被食者、捕食者の個体数は、周期的に変動（振動）する（ただし両者の位相はずれている）傾向があることが知られている。
＊実際に実験室でこの周期的に続く変動を再現するのは難しい（たとえば、安定な平衡状態になるか、振動のために捕食者または両者が全滅してしまう）。しかし、野外において、いくつか振動が起きた例は知られている（カナダにおけるオオヤマネコとカワリウサギの個体数の変動など。ただし、個体数の周期的振動が、捕食者と被食者の相互作用のみが原因である[他の要因は関係していない]とはっきり証明された例はない）。
● 高校生は「被食者の増減に少し遅れて捕食者が増減する」というイメージで捉えてよい。
● 捕食者と被食者の個体数の周期的な振動を細かく見ると、以下のような過程が繰り返されている。
①被食者が増え、それを食べる捕食者も増える。
②捕食者は増えていくが、被食者は食べられて減り始める。
③被食者の減少が続き、捕食者も減り始める。
④捕食者が減少し、被食者が増加を始める。
①へ戻る。
これを、動画のような丸いグラフで表現することができる（実際は、条件によってグラフの形は歪む。ふつうは綺麗な円にはならない）。
この現象は、以下のロトカ-ヴォルテラ式という微分方程式で表される（ロトカとヴォルテラが独立に導いた）。
dN1/dt=r1N1―c1N1N2 ・・・式１
dN2/dt=c2N1N2―d2N2 ・・・式２
被食者の個体数：N1
捕食者の個体数：N2
r1：被食者の内的自然増加率（正の定数）
d2：被食者のいない時の捕食者の減少率（正の定数）
c1：被食者が捕食者にとらえられることに関する正の定数
c2：捕食者が採餌によって増加することに関する正の定数
t：時間
dN1/dt、dN2/dt：それぞれ、被食者の個体数が変化する勢い、捕食者の個体数が変化する勢いのようなイメージ。
丸いグラフは、ロトカ-ヴォルテラ式のN１、N２について、その変化をグラフに表したものである。
＊被食者が捕食者に捕食され減少する影響が式１の（－c1N1N2）に現れ、捕食者が増加する影響が式２の（c2N1N2）に現れている。
＊捕食者によって被食者が食われる速度は、捕食者と被食者の両方に比例し、c1N1N2である（これは両者がランダムに出会った場合に、ある確率で食われるという仮定に基づく）。
＊c2N1N2は、「捕食者は被食者を食べるほど増える」ということを表す。
＊捕食者は、餌がない時は、飢えて死ぬので、減少率ｄ２で減少する。
＊式１、２の微分方程式について深く考える必要はないが、
「被食者がいないと（N１＝０）、捕食者は減少し続け、絶滅すること（式２について、dN2/dt=負となりN2は減少を続ける）」
また、
「捕食者がいないと（N２＝０）、被食者は増加し続けること（式１について、dN１/dt＝正となりN1は増加を続ける）」
ことはわかると思う。
0:00 食物連鎖（食物網）
1:27 捕食者と被食者の個体数の変化
#高校生物基礎
#生態系
#食物連鎖
食物連鎖と捕食者・被食者の個体数の変化について講義します。
問題：網目状に絡み合った食うー食われるの関係のことを言うか。漢字３字で答えよ。
答え：食物網
問題：一次消費者を１つ選べ。
①ナナホシテントウ
②ジョロウグモ
③ウサギ
答え：③（①②は二次消費者。①はアブラムシなどを食う ②はチョウなどをを食う。）
● 被食者、捕食者の個体数は、周期的に変動（振動）する（ただし両者の位相はずれている）傾向があることが知られている。
＊実際に実験室でこの周期的に続く変動を再現するのは難しい（たとえば、安定な平衡状態になるか、振動のために捕食者または両者が全滅してしまう）。しかし、野外において、いくつか振動が起きた例は知られている（カナダにおけるオオヤマネコとカワリウサギの個体数の変動など。ただし、個体数の周期的振動が、捕食者と被食者の相互作用のみが原因である[他の要因は関係していない]とはっきり証明された例はない）。
● 高校生は「被食者の増減に少し遅れて捕食者が増減する」というイメージで捉えてよい。
● 捕食者と被食者の個体数の周期的な振動を細かく見ると、以下のような過程が繰り返されている。
①被食者が増え、それを食べる捕食者も増える。
②捕食者は増えていくが、被食者は食べられて減り始める。
③被食者の減少が続き、捕食者も減り始める。
④捕食者が減少し、被食者が増加を始める。
①へ戻る。
これを、動画のような丸いグラフで表現することができる（実際は、条件によってグラフの形は歪む。ふつうは綺麗な円にはならない）。
この現象は、以下のロトカ-ヴォルテラ式という微分方程式で表される（ロトカとヴォルテラが独立に導いた）。
dN1/dt=r1N1―c1N1N2 ・・・式１
dN2/dt=c2N1N2―d2N2 ・・・式２
被食者の個体数：N1
捕食者の個体数：N2
r1：被食者の内的自然増加率（正の定数）
d2：被食者のいない時の捕食者の減少率（正の定数）
c1：被食者が捕食者にとらえられることに関する正の定数
c2：捕食者が採餌によって増加することに関する正の定数
t：時間
dN1/dt、dN2/dt：それぞれ、被食者の個体数が変化する勢い、捕食者の個体数が変化する勢いのようなイメージ。
丸いグラフは、ロトカ-ヴォルテラ式のN１、N２について、その変化をグラフに表したものである。
＊被食者が捕食者に捕食され減少する影響が式１の（－c1N1N2）に現れ、捕食者が増加する影響が式２の（c2N1N2）に現れている。
＊捕食者によって被食者が食われる速度は、捕食者と被食者の両方に比例し、c1N1N2である（これは両者がランダムに出会った場合に、ある確率で食われるという仮定に基づく）。
＊c2N1N2は、「捕食者は被食者を食べるほど増える」ということを表す。
＊捕食者は、餌がない時は、飢えて死ぬので、減少率ｄ２で減少する。
＊式１、２の微分方程式について深く考える必要はないが、
「被食者がいないと（N１＝０）、捕食者は減少し続け、絶滅すること（式２について、dN2/dt=負となりN2は減少を続ける）」
また、
「捕食者がいないと（N２＝０）、被食者は増加し続けること（式１について、dN１/dt＝正となりN1は増加を続ける）」
ことはわかると思う。
0:00 食物連鎖（食物網）
1:27 捕食者と被食者の個体数の変化
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