Популяция и ее основные характеристики

Лекция. Экология популяций. Популяция и ее основные характеристики.

План

  1. Понятие популяции в экологии
  2. Популяционная структура вида. Степень обособленнос­ти популяций
  3. Характеристика структуры популяций.
  4. Формы групповой организации у животных.

1. Понятие популяции в экологии.

Любой вид приспосабливается к внешним условиям не как простая сумма особей, а в форме своеобразных груп­пировок организмов, представляющих собой функцио­нальное целое — популяцию. Дадим определение этого понятия по С. С. Шварцу: «Популяция (от лат. populus — народ, население) — это элементарная группировка орга­низмов определенного вида, обладающая всеми необхо­димыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно меняющихся условиях среды».

Популяционный уровень занимает особое место в си­стеме организации живого вещества. С одной стороны, популяция является элементарной единицей биоценоти-ческого взаимодействия, а с другой — элементарной еди­ницей эволюции (об этом речь шла в ходе изучения эво­люционного учения).

Популяция обладает конкретными генетическими и эко­логическими характеристиками : рост, развитие, структура, рождаемость, смертность и т. д. В зависимости от разме­ров занимаемой популяцией территории различают:

элементарную (локальную) популяцию — это сово­купность особей вида, занимающих какой-то неболь­шой участок однородной площади; экологическую популяцию — это совокупность элементарных популяций; в основном это внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биогеоценозам (например, белка заселяет различные типы леса и поэтому могут быть выделены «сосновые», «сосново-пихтовые» и другие ее экологические популяции);

географическую популяцию —• слагается из экологи­ческих и охватывает группу особей, заселяющих тер­риторию с географически однородными условиями существования (например, популяция белки взаенисейской тайге).

2. Популяционная структура вида. Степень обособленнос­ти популяций.

Каждый вид, занимая определенный ареал, представ­лен в нем системой популяций. Количество популяций одного вида зависит от:

• обширности ареала;

• расчлененности территории, занимаемой видом;

• биологических особенностей вида (подвижность, ст пень привязанности к территории, способность пр одолевать естественные преграды).

В природе можно обнаружить следующие вариант обособленности популяций:

• резкое разделение популяций территорией, непр годной для обитания (например, популяции окуня, приуроченные к разным водоемам);

• сплошное заселение видом обширных территории (малый суслик, семиточечная божья коровка и др,) амогут быть в пределах ареала популяции как схоро­шо различимыми, так и со смазанными границами.

3. Характеристика структуры популяций.

Приступаем к характеристике структуры популяции. • Половая структура отражает соотношение полов в популяции. Соотношение особей по полу имеет важно значение для дальнейшего роста численности популяции. Сцепленные с полом признаки часто определяю!’ значительные различия в физиологии, экологии и пове­дении самок и самцов, а отсюда вероятен более выем кий показатель смертности одного из полов. Самцы и самки нередко по-разному проявляют себя в сообществе через своеобразие питания, ритмы жизни и поведе­ние. Из всего этого вытекает большое значение поло­вой структуры популяции. Особенно: она важна для прогнозирования численности данной популяции.

Возрастная структура определяется соотношением в данной популяции возрастных групп. Возрастные раз­личия в популяции усиливают ее экологическую не­однородность и сопротивляемость среде. Повышается вероятность того, что при сильных отклонениях усло­вий от нормы в популяции сохранится хотя бы часть жизнеспособных особей, то есть возрастная структура популяций носит приспособительный характер. Ана­лиз возрастной структуры помогает прогнозировать чис­ленность популяции на протяжении жизни ряда бли­жайших поколений. Таким образом, возрастной и по­ловой состав популяций зависят от продолжительности жизни особей, времени наступления половой зрелости, типов и интенсивности размножения, смертности в раз­ных возрастных группах, скорости смены поколений.

Пространственная структура представляет собой ха­рактер распределения членов данной популяций в про­странстве. Занимаемое популяцией пространство пре­доставляет ей средства к жизни. Каждая территория способна прокормить лишь определенное число осо­бей. Естественно, что полнота использования ресурсов зависит не только от общей численности популяции, но и от размещения особей в пространстве. Особи в пространстве могут быть распределены равномерно, случайно или группами. По типу использования про­странства все подвижные животные делятся на две ос­новные группы: оседлые и кочевые.

Таким образом, структура популяций носит в основ­ном приспособительный характер.

4. Формы групповой организации у животных.

Формы совместного существования особей в популя­ции чрезвычайно различны. У животных выделяют не­сколько форм групповой организации.

Одиночный образ жизни — особи популяции независи­мы и обособлены друг от друга. Характерен для мно­гих видов (божья коровка, жужелицы, актинии и др.), но лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Полностью одиночное существование в природе не встречается, так как при этом было бы невозможно раз­множение.

Семейный образ жизни — усиливает связи между родите­лями и их потомством. Различают семьи отцовского, материнского и смешанного типов, в зависимости от того, кто из родителей берет на себя уход за потомством. При семейном образе жизни территориальное поведение жи­вотных наиболее ярко: различные сигналы, маркировка, ритуальные формы угрозы и прямая агрессия, направ­ленные на обеспечение владением участком.

Колонии — это групповые поселения оседлых живот­ных, они могут существовать длительно или возникать лишь на период размножения, например у птиц (грачи, тупики, гагары и др.). В колониях некоторые жизнен­ные функции выполняются сообща (защита от врагов, предупредительная сигнализация и др.), что увеличива­ет вероятность выживания отдельных особей. Наибо­лее сложные колонии у общественных насекомых (тер­миты, муравьи, пчелы).

Стаи — это временные объединения животных, кото­рые проявляют биологически полезную организацию действий. Стаи облегчают защиту от врагов, добыч пищи, миграции. Наиболее широко стайность распро странена среди рыб и птиц, а также у собачьих млеко питающих. В стаях сильно развиты подражательные ре акции и ориентация на соседей. Бывают стаи без выра женного доминирования отдельных ее членов (рыбы мелкие птицы, саранча) и стаи с лидерами (крупны птицы и млекопитающие).

Стада — это более длительные и постоянные объединения животных (зебры, волки, павианы и др). В стадах осуществляются все основные функции жизни вида добывание корма, защита от хищников, миграции, размножение, воспитание молодняка и др. Основу группового поведения животных в стадах составляют взаимоотношения доминирования-подчинения, основаны на различиях между особями. Ранг особи в стаде определяется возрастом, физической силой, опытом, наследственными качествами. Биологический смысл иерархической системы доминирования-подчинения заключает­ся в создании согласованного поведения группы, вы­годного для всех ее членов.


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Структура популяции — соотношение особей по какому-либо признаку или по характеру их распределения в среде обитания. Различают пространственную, половую, возрастную и этологическую (поведенческую) структуры популяции.

Пространственная структура — характер распределения особей популяции на занимаемой территории. В природе популяциям свойственны три типа пространственного распределения особей: случайное, равномерное, групповое. Они формируются в зависимости от степени неоднородности среды обитания, биологических особенностей вида и поведения особей.

Случайное распределение происходит, если среда обитания относительно однородна по экологическим условиям. При этом количество особей в популяции невелико, и биологические особенности вида не позволяют им образовывать группы. Например, у белой планарии, пресноводного полипа гидры, пауков, двустворчатых моллюсков отмечается случайное распределение.

Равномерное распределение наблюдается у видов, жестко конкурирующих за пищевые ресурсы и территорию. Тенденция к равномерному распределению особей у некоторых животных может быть обусловлена мечением и охраной мест обитания. В природе равномерное распределение встречается довольно редко. Например, кустарники в пустыне, конкурируя за влагу, распределены довольно равномерно. Поддерживают между собой определенную дистанцию некоторые виды хищных рыб, птиц и млекопитающих, охраняющих свои кормовые территории.

Групповое распределение наиболее распространено в природе. Неоднородность среды, ограниченность мест обитания, биологические особенности вида, способы размножения могут приводить к объединению особей в группы.

Понятие о популяции и ее основные групповые характеристики.

Групповое распределение у растений обусловлено их способами размножения и распространения семян и плодов. Например, некоторые растения образуют крупные, тяжелые плоды (орех лещины, желудь дуба), которые падают рядом с деревом и тут же прорастают, образуя группы. При вегетативном размножении корневищами у растений также формируются группы (пырей ползучий, ландыш майский, клевер ползучий).

У многих млекопитающих и птиц наблюдается социальное поведение, которое приводит к образованию групп с социальной иерархией (стаи, стада, колонии, табуны, семьи, гаремы). Выживаемость особей в группе повышается благодаря лучшим возможностям для защиты от врагов, обнаружения корма, противостояния неблагоприятным факторам среды, формирования микроклимата. Например, стае волков легче охотиться, а табуну лошадей — защищаться от волков. Стае скворцов проще спастись от ястреба, косяку мелких рыб — от крупных хищных рыб. Пингвины в колонии, образуя плотное скопление, легче переносят холод. В семьях птиц и млекопитающих благодаря заботе родителей повышается выживаемость потомства. Группа растений способна лучше противостоять ветру, эффективнее использовать воду.

Половая структура — соотношение численности особей разного пола в популяции. Из курса географии Беларуси вы знаете о зависимости соотношения мужского и женского населения Беларуси от возрастной категории людей, а также о его изменении в связи с Великой Отечественной войной.

В природных популяциях при половом размножении в момент оплодотворения соотношение зигот по половой принадлежности, как правило, близко к 1 : 1 — это первичное соотношение полов. В дальнейшем соотношение полов на эмбриональной стадии может меняться в зависимости от различных факторов среды. Например, изменение соотношения полов на эмбриональном этапе развития отмечается у тутового шелкопряда. Пол особи у него зависит от температуры окружающей среды. Эту особенность использует в шелководстве человек. Поскольку в коконах, завиваемых самцами, шелка на 25 % больше, то для получения большего количества самцов яйца выдерживают при температуре, благоприятной для их развития.

Таким образом, в эмбриональный период на генетическую обусловленность пола накладывается влияние факторов среды, что приводит к формированию вторичного соотношения полов.

К моменту полового созревания соотношение полов изменяется и формируется третичное соотношение полов. Оно зависит от устойчивости особей разного пола к факторам среды, что связано с физиологическими, экологическими, поведенческими и другими особенностями самцов и самок. Так, в популяциях фазанов, больших синиц, крякв отмечается преобладание численности самок, а в популяциях пингвинов, наоборот, преобладают самцы.

Соотношение особей разного пола и особенно доля размножающихся самок значительно влияют на численность, плотность, рождаемость популяции. Поэтому определение половой структуры позволяет человеку прогнозировать будущее популяции и правильно строить с ней взаимоотношения.

Возрастная структура — соотношение в популяции возрастных групп особей, различающихся по способности к воспроизводству. В природных популяциях животных выделяют три возрастные группы. Предрепродуктивные особи — молодые особи, не достигшие полового созревания и еще не способные давать потомство. Репродуктивные особи — половозрелые размножающиеся особи. Пострепродуктивные особи — старые особи, утратившие функцию размножения и уже не дающие потомства.

Продолжительность существования каждой возрастной группы по отношению к продолжительности жизни поколения сильно варьирует у разных организмов. У современного человека эти три возрастных периода по продолжительности примерно одинаковы. У первобытных людей пострепродуктивный период был гораздо короче, чем сейчас. Предрепродуктивный период у некоторых организмов очень длительный по сравнению с остальными. Например, у цикад он длится 17 лет, в то время как репродуктивный период продолжается только один летний сезон, а пострепродуктивный вообще отсутствует. Отсутствие пострепродуктивного периода наблюдается у некоторых насекомых (поденки) и рыб (лососевые).

Количественное соотношение разных возрастных групп в популяциях животных выражают с помощью возрастных пирамид. Они позволяют прогнозировать дальнейшее изменение численности популяции. Популяция с большой долей предрепродуктивных особей будет иметь возрастную пирамиду с широким основанием.

Такая популяция будет увеличивать свою численность. Она называется развивающейся или растущей. При равномерном распределении особей по возрастным группам популяция находится в стабильном состоянии. При малой доле предрепродуктивных особей популяция будет иметь возрастную пирамиду с узким основанием. Ее численность будет снижаться. Такая популяция называется вымирающей или стареющей. Она нуждается в охране или дополнительном вселении особей.

Возрастные различия в популяции существенно усиливают ее экологическую неоднородность, т. е. обеспечивают особям неодинаковую сопротивляемость среде. Возрастная структура популяции имеет приспособительный характер. Она формируется на основе биологических свойств вида, но всегда отражает и силу воздействия факторов окружающей среды. Возрастная структура популяции влияет как на рождаемость, так и на смертность в данный момент и показывает, что может произойти с популяцией в будущем.

Изучение соотношения возрастных групп в популяциях имеет практическую значимость для человека. Оно позволяет оценить, какую возрастную группу и в каком объеме можно изъять для использования. Или наоборот, какая возрастная группа особей в наибольшей степени нуждается в охране.

Этологическая (поведенческая) структура — соотношение особей по типу поведенческих реакций. Эта структура характерна для животных. В некоторых популяциях особи ведут одиночный образ жизни. По поведению они равнозначны и независимы друг от друга (божьи коровки, жужелицы, бабочки). В большинстве случаев особи объединяются в социальные группы — семьи, колонии, стада, стаи и др. При семейном образе жизни у птиц и млекопитающих поведение родителей различается в зависимости от того, кто из них ухаживает за потомством. В связи с этим различают семьи отцовского, материнского и смешанного типов. В колониях пчел, термитов, муравьев этологические группы формируются в результате разделения труда и специализации особей.

Наиболее сложная этологическая структура отмечается в стаях и стадах, где имеет место система «доминирования-подчинения». У разных видов животных она зависит от типа иерархии. При иерархической организации популяций особям свойствен закономерный порядок перемещения, расположения на отдых, определенная организация при защите от врагов и т. п.

Для популяций характерны пространственная, половая, возрастная и этологическая структуры. Пространственная структура — случайное, равномерное или групповое распределение особей. Половая структура — первичное, вторичное или третичное соотношение полов. Возрастная структура — соотношение предрепродуктивных, репродуктивных и пострепродуктивных особей. Этологическая структура — соотношение особей, различающихся по комплексу поведенческих реакций.

Понятие популяции

  • Станислав Семенович Шварц — известный зоолог. Основные научные работы посвящены учению о популяциях.

    Что называется популяцией?

  • Приведите основные характеристики популяции.

Популяцией называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих определенную территорию. Согласно определению С. С. Шварца, популяция — это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Слово "популяция" происходит от латинского populus — народ, население. Популяциям свойственен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т. е. популяции обладают определенными генетическими и экологическими характеристиками.


Популяции карасей


Основные характеристики популяции

  • Пространственное распределение особей.

Особи, составляющие популяцию, могут иметь различные типы пространственного распределения, выражающие их реакции на благоприятные и неблагоприятные физические условия или конкурентные отношения. Знание типа распределения организмов очень важно при оценке плотности популяции методом выборки.

Состояние и функционирование популяции зависит как от общей численности популяции, так и от пространственного размещения особей. Различают случайное, равномерное и групповое распределение особей и их групп. Рассмотрим пример, в котором с помощью математической обработки результатов экспериментов можно определить характер распределения особей в популяции.
Под выборкой мы будем понимать серию экспериментов по оценке плотности популяции. Обозначим количество выборок n. Если через m обозначить среднее число особей в каждой выборке, то дисперсию s2, с помощью которой можно судить о характере пространственного распределения особей, определяют по формуле

,

где s2 — мера рассеяния, или отклонения, значений x от среднего m (дисперсия); х — число особей в каждом эксперименте.

Предположим, мы провели 3 серии экспериментов (n = 3), данные этих экспериментов приведены в таблице.

n

x

(m-x)

(m-x)2

(m-x)2

s2

1

50

0

0

2

40

50

-10

100

200

100

3

60

10

100

В случае равномерного распределения s2 равна нулю, поскольку число особей в каждом выборе постоянно и равно среднему. При случайном распределении среднее m и дисперсия s2 равны (при достаточном количестве выборок n). При групповом распределении дисперсия s2 выше среднего, и разница между ними тем больше, чем сильнее тенденция организмов к образованию скоплений.

Групповое распределение в популяции морских котиков

В нашем случае s2>m, значит мы имеем групповое распределение особей.

Равномерное распределение особей встречается в природе крайне редко. Оно чаще связано с острой конкуренцией между разными особями. Такой тип распределения характерен, например, для хищных рыб и колюшек с их территориальным инстинктом. Пример равномерного распределения дает также пластинчатожаберный моллюск, живущий на песчаных пляжах по берегам Ла-Манша.

Случайное распределение встречается только в однородной среде и у видов, не обнаруживающих склонности к скоплению. Первоначально распределение мучного хрущака в муке совершенно случайное.

Распределение группами — гораздо более распространенное. Группы в свою очередь могут распределяться случайно или образовывать скопления. Особенно хорошо изучено пространственное размещение деревьев в лесу.

Если деревья в лесу состоят из одной породы, то вначале они обычно распределяются скоплениями, и только со временем их размещение становится более равномерным, а густота в результате внутривидовой конкуренции уменьшается. Таким равномерным пространственным распределением отличаются, например, сосновые и буковые леса. В смешанных растительных сообществах подавляемые виды обычно образуют "букеты" (групповое распределение), а доминирующие виды имеют равномерное распределение.

  • Численность популяции —
    это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Оно никогда не бывает постоянно и зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.

    Основные характеристики популяций

    В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности.

  • Плотность популяции определяется количеством особей (либо биомассой) на единице площади или в единице объема, занимаемого популяцией. Например, 150 растений сосны на 1 га или 0,5 г циклопов в 1 м3 воды характеризуют плотность популяции этих видов.

Пустынная саранча (Schistocerca gregaria) в западной части Индии
в полете просто заслоняет солнце

  • Рождаемость как показатель популяции

    Рождаемость — число новых особей, появившихся в единицу времени в результате размножения. В живых организмах заложена огромная возможность к размножению. Подсчитано, что бактерии делятся каждые 20 мин. При таком темпе одна клетка за 36 часов может дать потомство, которое покроет сплошным слоем всю нашу планету. Один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. В действительности же такая громадная плодовитость организмов никогда не реализуется.

  • Смертность — это количество особей, погибших за определенный период. Различают три типа смертности.
    Первый тип характеризуется смертностью, одинаковой во всех возрастах;
    второй тип отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития;
    третий тип характеризуется повышенной гибелью взрослых (старых) особей.

Кривые выживаемости (смертности) (по Э. Макфедьену)

Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным. Прирост населения в Санкт-Петербурге в 1990 г. составил -1,4 (рождаемость 10,8; смертность 12,2 чел. на 1000 человек), в 1993 г. он составил -10,8 (рождаемость 6,6; смертность 17,4), а в 1996 г. величина прироста составила -7,5 (рождаемость осталась 6,6; а смертность уменьшилась до 14,2).

Темп роста — средний прирост за единицу времени.
Если обозначить через R0 среднее число потомков, достигших репродуктивного возраста, производимых одной особью данного вида за всю жизнь (чистая скорость размножения), то при

    R0>1 популяция растущая;
    R0=1 популяция стабильная;
    R0<1 популяция сокращающаяся.

  • Половая и возрастная структура популяции.
    Половая структура отражает соотношение полов популяции; этот показатель особенно важен для видов с преобладающим половым размножением.

    Возраст и условия наступления половой зрелости самцов и самок оказывают существенное влияние на поддержание численности популяции.

Самцы и самки нередко по-разному проявляют себя в сообществе через своеобразие питания, ритмы жизни и поведение. Например, самки многих комаров, некоторых клещей и мошек являются кровососущими, самцы же питаются нектаром. Из-за своих сравнительно малых размеров самка куницы оказывается более всеядной по сравнению с самцом, в рационе которого преобладают белки и крупные птицы.

Возрастная структура отражает не только соотношение различных возрастных групп в популяции, но и то, как меняется это соотношение в разные сезоны года, при смене биогеоценозов, какова скорость обновления популяции и каково взаимодействие возрастных групп с окружающей средой.

Существует множество классификаций живых организмов по возрасту. Например, Г. А. Новиков выделяет пять возрастных групп животных:

  • новорожденные — до момента прозревания;

  • молодые — подрастающие особи, еще не достигшие половой зрелости;

  • полувзрослые — близкие к половой зрелости;

  • взрослые — половозрелые животные, которые размножаются или физиологически способны к этому;

  • старые — переставшие размножаться особи.

Обычно в популяции присутствуют все возрастные группы, между ними наблюдаются постепенные переходы, и регулярное возобновление обеспечивает поддержание оптимального уровня численности. Иногда это соотношение может быть нарушено: сокращение численности какой-то возрастной группы может привести к деградации популяции или наоборот, к чрезмерному ее увеличению.

Количественное соотношение возрастных групп может служить индикатором состояния популяции и ее будущего в биогеоценозе. Примеры основных типов возрастных пирамид приведены на рисунке.

Человеческую популяцию также можно охарактеризовать половозрастной структурой. Пример такой структуры для населения России приведен на стр. 85.

Чем сложнее половозрастная структура, тем выше приспособительные возможности популяции.

Основные типы возрастных пирамид

Несколько слов о таком важном показателе популяции, как средняя продолжительность жизни. Рассмотрим его на примере человеческой популяции. Ученые считают, что предельная видовая продолжительность человеческой жизни 110-120 лет. Однако в действительности, в результате воздействия различных экологических и социально-экономических факторов, она значитель-
но ниже, хотя и имеет тенденцию к повышению.

Существуют подтверждения того, что в Древнем Риме и Древней Греции средняя продолжительность жизни составляла всего 25 лет. В средние века она поднялась до 30 лет. В России на рубеже XIX и XX вв. — до 32 лет. В наши дни по мере развития цивилизации средняя продолжительность жизни в мире возрастает, прежде всего благодаря снижению младенческой и детской смертности. В 1950 г. для мира в целом она составляла 50 лет, а в 1990 г. — 63 года.

В настоящее время в России продолжительность жизни мужчин составляет в среднем 54-56 лет, а женщин 68-69 лет.

Возраст, лет

Мужчины

Женщины

Тысячи человек
Половозрастная структура населения России (на 1 января 1997 г.)
(по Российскому статистическому ежегоднику, 1997)

Связь рождаемости, смертности, динамика численности с возрастной структурой популяции. Возрастная структура ценопопуляции у растений. Возможность изменения пути онтогенеза. Анализ возрастной структуры популяций у животных.

Способы «закрепления участка».

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

  • Типы популяций

    Различия в строении, размножении и поведении особей, обусловленные разными условиями среды обитания популяций. Численность особей в популяциях, ее изменение во времени. Возрастной состав популяции, возможность ее прогнозирования на ближайший ряд лет.

    презентация [2,8 M], добавлен 26.02.2015

  • Структура популяций и внутрипопуляционные отношения

    Рассмотрение популяции как элементарной единицы эволюционного процесса, изучение ее демографической структуры. Особенности возрастной, половой и пространственной популяции. Исследование роли социальных контактов в индивидуализированных сообществах.

    реферат [23,0 K], добавлен 05.09.2014

  • Половозрастная и пространственная структура популяции прыткой ящерицы (Lacerta agilis L) Мозырского района

    Структура популяции прыткой ящерицы на территории г. Мозырь и окрестностей. Пространственная структура популяции вида Lacerta agilis. Половая структура поселений. Характеристика пространственной структуры, плотности поселений. Возрастной состав популяции.

    научная работа [9,1 M], добавлен 18.01.2011

  • Структура и свойства популяций

    Показатели структуры популяций: численность, распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие особенности. Динамика популяции, ее биотический потенциал, рождаемость, смертность, миграция особей.

    доклад [56,2 K], добавлен 13.02.2010

  • Сущность популяций

    Понятие и сущность популяции; функция системы. Ареал, численность, плотность, рождаемость и смертность как основные популяционные характеристики. Возрастная и половая структура внутри вида. Изучение периодических колебаний популяции зайца-беляка и рыси.

    презентация [1008,2 K], добавлен 14.06.2014

  • Динамика численности популяций и биотический потенциал насекомых

    Свойства популяции – совокупности особей одного вида, населяющих определенную территорию. Типы и закономерности динамики численности популяций. Роль факторов различных категорий в ее регуляции. Плодовитость насекомых и способность их к размножению.

    реферат [32,6 K], добавлен 13.08.2015

  • Популяция, как форма существования вида. Его основные критерии

    Три категории популяций: географические, экологические и элементарные.

    6. Популяция. Основные параметры популяции. Понятие о виде.

    Характеристика популяций: численность, плотность, распределение, возрастная структура. Основные демографические показатели: темп полового размножения, плодовитость, скорость отмирания.

    презентация [339,6 K], добавлен 01.10.2015

  • Регуляция численности популяций в биоценозах

    Модификация и регуляция популяций в биоценозах; средний уровень, отклонения и динамика их численности как авторегулируемый процесс. Влияние климатических изменений на организмы: колебания смертности; видовое приспособление к условиям существования.

    презентация [748,4 K], добавлен 30.01.2012

  • Динамика численности популяций и биотический потенциал насекомых

    Популяции и их свойства: самовоспроизводимость, генетическая изменчивость, рождаемость, смертность, эмиграция, иммиграция. Закономерности и типы динамики численности популяций. Плодовитость насекомых и способность их к размножению — биотический потенциал.

    реферат [32,5 K], добавлен 12.08.2015

  • Экологическая игра «Хищник-жертва»

    Исследование эволюции экологической системы при различных условиях. Прогнозирование развития популяции. Определение стационарных значений численности популяций хищников и жертв. Определение начальных условий, при которых возможно вымирание популяции.

    лабораторная работа [329,9 K], добавлен 22.03.2015

  • Поиск Лекций


    Основные характеристики популяций

    Лекция 7. Популяции: структура и динамика

    Понятие о популяции.

    В природе каждый существующий вид представляет сложный комплекс или даже систему внутривидовых групп, которые охватывают в своем составе особей со специфическими чертами строения, физиологии и поведения. Таким внутривидовым объединением особей и является популяция.

    Популяция (populus – от лат. народ. население) – одно из центральных понятий в биологии и обозначает совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию. Она является первой надорганизменной биологической системой. С экологических позиций четкого определения популяции еще не выработано.

    Термин «популяция» был впервые введен в 1903 г. датским ученым Иогансеном для обозначения «естественной смеси особей одного и того же вида, неоднородной в генетическом отношении».

    Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

    Основным свойством популяций, как и других биологических систем является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах:

    · продуктивности,

    · устойчивости,

    · структуре,

    · в распределении в пространстве.

    У популяции приспособительные возможности значительно выше, чем у слагающих ее индивидов. Популяция как биологическая единица обладает определенной структурой и функцией.

    · Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве.

    · Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях.

    Типы популяций

    Пространственные подразделения популяций

    Пространство или ареал, занимаемое популяцией, может быть различным как для разных видов, так и в пределах одного вида.

    Величина ареала популяции определяется в значительной мере подвижностью особей или радиусом индивидуальной активности. Если радиус индивидуальной активности невелик, величина популяционного ареала обычно также невелика (табл. 7.1).

     

    Таблица 7.1

    Величина радиуса индивидуальной активности животных и растений

    (по А. В. Яблокову, А. Г. Юсуфову, 1976)

     

    Вид Радиус активности
    Виноградная улитка (Helixpomaceae) Сельдь (Clupea narengus) Песец (Alopex lagopus) Северный олень (Rangifer farandus) Ондатра (Ondatra zibetica) Усатые киты (Mysticeti) Дуб (пыльца) (Quercus petraca) Несколько десятков метров Несколько сот километров Несколько сот километров Более ста километров Несколько сот метров Несколько тысяч километров Несколько сот метров

     

    У растений радиус индивидуальной активности определяется расстоянием, на которое могут распространяться пыльца, семена или вегетативные части, способные дать начало новому растению.

    Во многих других случаях трофический ареал не совпадает с репродукционным. Так, несмотря на огромный трофический ареал белого аиста (Ciconia alba), обитающего в Европе, а зимой — в Африке, каждая пара птиц возвращается обычно в район своего старого гнезда, и популяция аистов, хотя и смешиваются на местах зимовок, но во время размножения занимают относительно небольшую территорию.

    В зависимости от размеров занимаемой территории Н. П. Наумов (1963) выделяет три типа популяций: элементарные, экологические и географические (рис. 7.1)..

     

    Элементарная(локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

    ПРИМЕРЫ. Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; микрогруппировки ландыша Кейске в белоберезняке, растущие у оснований деревьев и на открытых местах;

    Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозе называются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

    ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема ;популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района

    Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

    ПРИМЕРЫ. Известны географические расы лиственницы даурской (Larix dahurica): западная (к западу от Лены (L. dahurica ssp. dahurica) и восточная (к востоку от Лены, выделяемая в L. dahurica ssp. cajanderi), северная и южная расы лиственницы курильской.

    У вида "белка обыкновенная" насчитывается около 20 географических популяций, или подвидов. Зоологи выделяет тундровую и степную популяции у узкочерепной полевки (Microtis gregalis

    Географические популяции из тех и других районов имеют существенные отличия между собой по физиологии и размерам животных. Тундровые в отличие от степных более крупные, значительно раньше начинают размножаться, обладают более высокой плодовитостью и больше накапливают жира. Отличия настолько четко выражены, что длительное время считали эти группы разными видами. Однако эксперименты показали, что обе формы полевок легко скрещиваются и дают плодовитое потомство, следовательно, принадлежат к одному виду.

    Основные характеристики популяций

    Численность и плотность – основные параметры популяции.

    Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

    Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.

    Пространственное распределение особей в популяциях бывает случайным, групповым и равномерным (рис. 7.2).

    Рис. 7.2. Основные типы распределения особей в популяции:

    А — равномерное распределение; Б – случайное распределение; В — групповое распределение (по Одуму, 1986)

    Случайное (диффузное) распределение – неравномерное, наблюдается в однородной среде; взаимосвязи между особями выражены слабо. Случайное распределение свойственно популяциям в начальный период расселения; популяциям растений, испытывающим сильное угнетение со стороны, популяциям животных, у которых социальная связь выражена слабо.

    ПРИМЕРЫ.

    Основные характеристики популяции

    На начальных стадиях поселения и приживания – насекомые вредители на поле; всходы пионерных видов: ивы, лиственницы и др., на нарушенных территориях (горные полигоны, карьеры);.

    Групповое распределение встречается наиболее часто; отражает неоднородность условий обитания или разные генетические (возрастные) закономерности популяции. Оно обеспечивает наибольшую устойчивость популяции.

    ПРИМЕРЫ. Каким бы однородным не казалось строение леса, в нем не бывает такой равномерности распределения растительного покрова, как в поле или на газоне. Чем сильнее выражен микрорельеф, определяющий микроклимат в лесном сообществе, чем сильнее выражена разновозрастность древостоя. Растительноядные животные объединяются в стада, чтобы успешнее противостоять врагам-хищникам. Групповой характер свойствен для малоподвижных и мелких животных. Таковы популяции наземных моллюсков, многих земноводных.

    Равномерное размещение в природе встречается редко. Им характеризуются вторичные одновозрастные древостои после смыкания крон и интенсивного самоизреживани; редкостойные древостои, произрастающие в однородной среде; неприхотливые растения нижних ярусов.

    Большинство животных-хищников, ведущих активный образ жизни, тоже характеризуются равномерным размещением после того, как расселятся и займут всю пригодную для жизни территорию.

    Динамика численности и плотности определяется в основномрождаемостью, смертностью и процессами миграции. Это показатели, характеризуют изменение популяции в течение определенного периода: месяца, сезона, года и т.д. Изучение этих процессов и причин их обусловливающих очень важно для прогнозов состояния популяций.

    Рождаемость это способность популяции к увеличению численности. Характеризует частоту появления новых особей в популяции.Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей.

    Например, показателем удельной рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года.

    Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции).

    Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида.

    ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии, что все его семена прорастут. Исключительно обильно семеносят ивы, тополя, березы, осина, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут и в течение 36 часов могут сплошным слоем покрыть всю планету

    Смертность популяции — это количество особей, погибших за определенный период.

    Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной (количество особей, погибших за определенное время), так и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.

    Различают три типа смертности:

    — одинаковый на всех стадиях развития; встречается редко, в оптимальных условиях;

    — повышенная смертность в раннем возрасте; характерна для большинства видов растений и животных (у деревьев к возрасту зрелости доживает менее 1% всходов, у рыб – 1-2% мальков, у насекомых – менее 0,5% личинок);

    — высокая смерть в старости; обычно наблюдается у животных, чьи личиночные стадии проходят в благоприятных мало изменяющихся условиях: почве, древесине, живых организмах.

    В экологии широкое распространение получило графическое построение «кривых выживания» (рис. 7.3).

     

    Рис. 7.3. Различные типы кривых выживания

     

    Кривая I типа (типа дрозофилы) имеет выпуклую форму. Она описывает ситуацию, когда высокая смертность наблюдается в зрелом возрасте. Это характерно для дрозофил, поденок и других насекомых, которые вскоре после выхода из куколки оставляют потомство и погибают. К кривой I типа приближаются кривые выживания крупных млекопитающих.

    Кривая II типа (типа гидры) характерна для организмов с равномерной смертностью в любом возрасте. На графике этому соответствует прямая линия. Такие типы кривых характерны для рыб, пресмыкающихся, птиц, травянистых многолетних растений и т.д., с единственной оговоркой, что отсчет ведется от организмов, уже прошедших наиболее уязвимые стадии своего развития.

    Кривая III типа (типа устрицы) имеет вогнутую форму. Она характерна для организмов, которые в основном гибнут на начальных этапах своей жизни. Устрицы ведут прикрепленный образ жизни во взрослом состоянии, а личинка у них планктонная. Именно в этот период они наиболее уязвимы. У особей, удачно прошедших личиночную стадию, шанс выжить сильно повышается. Такой тип кривых выживания характерен для многих животных с высокой плодовитостью и отсутствием заботы о потомстве.

    Откладывая по оси абсцисс продолжительность жизни в процентах от общей продолжительности жизни, можно сравнивать кривые выживания организмов, продолжительность жизни которых имеет значительные различия. На основании таких кривых можно определить периоды, в течение которых тот или иной вид особенно уязвим. Поскольку смертность подвержена более резким колебаниям и больше зависит от факторов окружающей среды, чем рождаемость, она играет главную роль в регулировании численности популяции.

    Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Популяция приспосабливается к изменению условий среды путем обновления и замещения особей, т.е. процессами рождения (возобновления) и убывания (отмирания), дополняемыми процессами миграции.

    В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. Они могут быть непостоянны, но плотность популяции незначительно отличается от какой-то средней величины. Ареал вида при этом ни увеличивается, ни уменьшается.

    В растущей популяции рождаемость превышает смертность. Для растущих популяций характерны вспышки массового размножения, особенно у мелких животных (саранча, колорадский жук, грызуны, вороны, воробьи; из растений – амброзия, борщевик, одуванчик).

    Нередко растущими становятся популяции крупных животных в условиях заповедного режима (лоси в Магаданском заповеднике, на Аляске, слоны в национальном парке Кении.) При переуплотнении у животных (обычно совпадает с достижением половой зрелости молодняка) начинается миграция на сопредельные свободные участки.

    Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость (плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей. Чаще всего неумеренно растущими бывают популяции нежелательных видов, сокращающимися популяциями – популяции редких, реликтовых, ценных, как в экономическом, так и в эстетическом отношении.

     

    ©2015-2018 poisk-ru.ru
    Все права принадлежать их авторам.

    Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
    Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

    скачать

    Реферат на тему:

    Популяция

    План:

      Введение

    • 1В эволюционной теории
    • 2В медицинских исследованиях
    • 3В экологии
    • Примечания

    Введение

    Популя́ция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, обитающих на одной территории. Этот термин используется в различных разделах биологии, демографии, медицине и психометрике.

    1. В эволюционной теории

    Популяция — группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен.

    С точки зрения популяционной генетики, популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяциях как о группах в составе вида или подвида.

    В современных эволюционных теориях (например, в Синтетической теории эволюции) популяция считается элементарной единицей эволюционного процесса.

    2. В медицинских исследованиях

    Популяция — совокупность индивидуумов, из которой отбирается выборка, и на которую могут быть распространены результаты, полученные для этой выборки. Популяция может представлять собой все население (обычно таковы популяции в эпидемиологических исследованиях причин заболеваний) или же состоять из пациентов, госпитализированных в определенную клинику, или из пациентов с определенным заболеванием (что чаще имеет место в клинических исследованиях). Таким образом, можно говорить об общей популяции или популяции пациентов с конкретным заболеванием. Эпидемиологическое определение популяции отличается от биологического (экологического).[1]

    3. В экологии

    Популяция — совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.

    Примечания

    1. Р. Флетчер, С. Флетчер, Э. Вагнер Клиническая эпидемиология.

      Популяция — это… Характеристики и виды популяций

      Основы доказательной медицины. — М.: Медиа Сфера, 1998. С. 340

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *