metapopulaatio

Metapopulaatio on ekologinen käsite, joka kuvaa alueellisten, erillään sijaitsevien populaatioiden kokonaisuutta. Näiden alipopulaatioiden elinympäristöt ovat fragmentoituneet, ja yksilöt siirtyvät paikkojen välillä. Siirtojen kautta syntyy yhteisön osa- ja vastekäytäviä dynamiikkoja, joiden avulla laji voi säilyä ympäristön vaihtelussa: yksittäiset populaatiot voivat kadota, mutta uusia voi syntyä tyhjentyneisiin paikkoihin.

Ydinmallina pidetään Levinsin klassista metapopulaatiomallia, jossa tarkastellaan paikkojen kolonisaatiota ja paikallista häviämistä dynaamisessa tasapainossa. Olennainen idea on, että p on osa paikoista, jotka ovat occupied eli asuttuja. Kolonisaation todennäköisyys on c ja paikallinen häviäminen e. Dynamiikka kuvataan yleensä kaavalla dp/dt = c p (1 - p) - e p. Tasapainossa p* = 1 - e/c, kun c > e. Malli toimii yksinkertaisena kuvaajana, jonka avulla voidaan tarkastella fragmentoituneen maaperän vaikutusta lajin säilymiseen.

Metapopulaatio voidaan nähdä myös verkostona, jossa paikat ovat yhteydessä toisiinsa muodostamalla yhteydellisiä polkuja. Mainland-island-tyylinen rakenne kuvaa suurta, vakaan lähteen roolia ylläpitävänä populaationa, joka voi lisätä kolonisaatioita pienemmille, erillisille paikoille. Tekijöitä, jotka vaikuttavat metapopulaation kestävyyteen, ovat patch-koko, eristäytyminen, habitatin laatu, ympäristön vaihtelut sekä lajinlevittyvyys ja käytännön yhteydettömyys.

Käytännössä metapopulaatiot ovat keskeisiä suojelussa ja maisemasuunnittelussa, kun pyritään ymmärtämään fragmentoituneiden elinympäristöjen vaikutusta lajin säilymiseen. Esimerkiksi Glanville frittiläisen perhonen (Melitaea cinxia) on klassinen empiirinen esimerkki metapopulaatiosta Pohjoismaissa, jossa tutkimukset ovat karttaneet kolonisaatio- ja häviämisprosesseja sekä rescue-efektejä. Rajoitteina Levinsin malli olettaa homogeeniset paikat ja vakioidut siirrot, jolloin se voi vaatia täsmennystä todellisiin maantieteellisiin ja ekologisiin konteksteihin soveltaessa. Monimutkaisemmat verkko- ja metapopulaatiomallit voivat huomioida patchien laadun vaihtelut sekä avoimet yhteydet.