Визначення популяції основні характеристики. Основні екологічні характеристики популяції - Гіпермаркет знань. Поняття про популяції в екології

ВСТУП ...................... .......................................... .. ............... ... 3

1. Популяція - екологічна характеристика ................ ............ ... 6

2. Фактори динаміки чисельності популяцій ........................ .... ... ..9

ВИСНОВОК .................................................... ........................ 14

СПИСОК ДЖЕРЕЛ ............................................................... 17

ДОДАТКИ ........................................................................ ..... 18

Вступ

Усе взаємопов'язано з усім - говорить перший екологічний закон. Значить, і кроку не можна ступити, не зачепивши, а де й не порушивши чогось з навколишнього середовища. Кожен крок людини за звичайною галявині - це десятки погублених мікроорганізмів, наполохані комах, що змінюють міграційні шляхи, а може бути, і знижують свою природну продуктивність.

Уже в минулому столітті виникла тривога людини за долю планети, а в поточному столітті справа не дійшла до кризи світової екологічної системи через зростання навантажень на природне середовище.

Забруднення навколишнього середовища, виснаження природних ресурсів і порушення екологічних зв'язків в екосистемах стали глобальними проблемами. І якщо людство буде продовжувати йти нинішнім шляхом розвитку, то його загибель, як вважають провідні екологи світу, через два-три покоління неминуча.

Незважаючи на прийняті Російською державою заходи з оздоровлення навколишнього середовища, екологічні відносини як і раніше продовжують розвиватися в несприятливому для природи і суспільства напрямку:

а) все так само переважає відомчий підхід, в результаті чого кожен екологопользователей експлуатує природні багатства, виходячи зі своїх відомчих інтересів;

6) застосовується так званий ресурсовой підхід до еколого-користування, внаслідок чого поза правового захисту залишаються багато екологічні зв'язку та природні об'єкти, що не мають ресурсовой цінності.

Взаємодія суспільства і природи переступило межу колишнього рівноваги ще в минулому столітті, а зараз вже неможливо обійтися без належного правового втручання в дану сферу. Стало насущним вимога розробки спеціального закону про екологічну безпеку Росії.

На відміну від правової літератури, де природні об'єкти досліджуються, виходячи з їх економічної цінності для суспільства, кожен природний об'єкт повинен вивчатися в сукупності всіх його елементів, які впливають на життєдіяльність усієї навколишньої середовища в цілому.

В даний час, в період кризи, що насувається екологічної кризи на всій планеті, всім нині сущим необхідно вирішити завдання переходу від експлуатації і завоювання природи до її збереженню та співпраці з нею. У цих умовах екологія людини набуває особливо важливого значення, оскільки нормальні умови його існування прямо залежать від того, наскільки людина вписується в природу, здатний пізнати її закони і творчо використовувати їх у своєму житті.

Все більш інтенсивно споживаючи природні ресурси з допомогою колосально зростаючих за своєю потужністю технічних засобів, людство в прогресуючій формі покращувало умови розвитку своєї цивілізації і свого зростання як біологічного виду Homo sapiens. Однак, «завойовуючи» природу, воно в значній мірі підірвало природні основи власної життєдіяльності, що створило напружену та у багатьох випадках кризову ситуацію у взаємодії людини і природи, небезпечну вкрай небезпечних для майбутнього цивілізації. Взаємозалежні зміни привели до виникнення нових зв'язків між глобальною економікою і глобальної екологією. У минулому у нас викликали тривогу наслідки економічного зростання для довкілля. Тепер нас не можуть не турбувати наслідки «екологічного стресу» - погіршення якості грунтів, водного режиму, стану атмосфери і лісів - для економічного розвитку в майбутньому.

Зараз стає все більш ясним, що джерела і причини забруднення набагато більш різноманітні, складні і взаємопов'язані, а наслідки забруднення носять більш широкий, кумулятивний і хронічного характеру, ніж це вважалося раніше. В науці вже навіть сформульовано визначення антропогенного забруднення навколишнього середовища. Це фізико-хімічне та біологічне зміна якості навколишнього середовища (атмосферного повітря, вод, грунтів) в результаті господарської чи іншої діяльності, що перевищує встановлені нормативи шкідливого впливу на навколишнє середовище і створює загрозу здоров'ю людини, станом рослинного і тваринного світу, матеріальним цінностям.

Екологія, як і будь-яка наука, має два аспекти. Один - це прагнення до пізнання заради самого пізнання, і в цьому плані на перше місце ставиться пошук закономірностей розвитку природи, а також їх пояснення; інший - застосування зібраних знань для вирішення проблем, пов'язаних з навколишнім середовищем. Стрімке підвищення значимості екології пояснюється тим, що жоден з питань величезної практичної важливості в даний час не можна вирішити без урахування зв'язків між живими і неживими компонентами природи.

Практичний вихід екології можна бачити насамперед у вирішенні питань природокористування; саме вона повинна створити наукову основу експлуатації природних ресурсів. Ми можемо констатувати, що зневага законами, лежать в основі природних процесів, призвело до серйозного конфлікту людини і природи.

Популяція-екологічна характеристика

Популяцією в екології називають групу особин одного виду, що знаходяться у взаємодії між собою і спільно населяють загальну територію.

Популяція - це сукупність особин одного виду, які тривалий час існуючих на певній території, вільно перехресних і щодо ізольованих від інших особин того ж виду.

Слово «популяція» походить від латинського «популюс» - народ, населення. Екологічну популяцію, таким чином, можна визначити як населення одного виду на певній території.

Популяція володіє тільки їй властивими особливостями: чисельністю, щільністю, просторовим розподілом особин. Розрізняють вікову, статеву, розмірну структуру популяції. Співвідношення різних за віком і статтю груп в популяції визначають її основні функції. Співвідношення різних вікових груп залежить від двох причин: від особливостей життєвого циклу виду та від зовнішніх умов.

Склад. Умовно в популяції можна виділити три екологічні вікові групи: пререпродуктівная; репродуктивна; пострепродуктивном. Тривалість цих вікових груп по відношенню до загальної тривалості життя сильно варіює у різних організмів.

Виділяють види з простою віковою структурою, коли популяція представлена \u200b\u200bорганізмами мають однаковий вік, і види зі складною вікової структурою, коли в популяції представлені всі вікові групи або одночасно живуть кілька поколінь.

Чисельність і щільність висловлюють кількісні характеристики популяції як цілого. Чисельність популяції виражається числом особин даного виду, що мешкають на одиниці займаної нею площі. Динаміка чисельності популяцій у часі визначається співвідношенням показників народжуваності, смертності, виживання, які в свою чергу визначаються умовами життя.

Щільність популяції - це величина популяції, віднесена до одиниці простору: число особин, або біомаса, популяції на одиницю площі або об'єму. Щільність залежить від трофічного рівня, на якому знаходиться популяція. Чим нижче трофічний рівень, тим вище щільність.

У багатьох видів в тих чи інших умовах народжуються переважно самці чи самки, а іноді особини, нездатні до відтворення. У попелиць, наприклад, влітку змінюють один одного покоління, що складаються з одних самок. При несприятливих умовах з'являються самці. У деяких черевоногих молюсків, многощетинкових черв'яків, риб, ракоподібних відбувається зміна статі особини з віком.

Існує кілька варіантів визначення популяції. Популяцією називається сукупність особин одного виду протягом тривалого часу населяють певну територію або акваторію, пов'язаних тим чи іншим ступенем вільного схрещування і досить ізольованих від інших таких же сукупностей. Як випливає з наведеного визначення популяції, воно включає наступні особливості, властиві їй:

1 Існування протягом великої кількості поколінь, що відрізняє популяцію від короткочасних нестійких об'єднань особин.

2 Наявність певної міри вільного схрещування особин. Саме ця особливість популяції забезпечує її єдність як еволюційної структури.

3 Ступінь вільного схрещування всередині популяції вище, ніж між різними (нехай навіть сусідніми) популяціями.

4 Певна ступінь ізоляції популяцій один від одного.

Причини, які змушують особин популяції групуватися в межах обмежених ділянок, надзвичайно численні і різноманітні, але головна з них полягає в нерівномірності розподілу екологічних умов в географічному просторі і в схожості вимог до цих умов у організмів одного виду.

Залежно від розмірів займаної території виділяється три типи популяцій: елементарні, екологічні та географічні (див. Дод. 1)

Екологічна характеристика популяції.

1) чисельність - загальна кількість особин на виділяється території;

2) щільність популяції - середнє число особин на одиницю площі або обсягу займаного популяцією простору;

3) народжуваність - число нових особин, що з'явилися за одиницю часу в результаті розмноження;

4) смертність - показник, що відображає кількість загиблих в популяції особин за певний проміжок часу;

5) приріст популяції - різниця між народжуваністю і смертністю; приріст може бути як позитивним, так і негативним;

6) темп зростання - середній приріст за одиницю часу.

Схожа інформація.

Згадайте про популяцію. популяція  - це сукупність особин одного виду з загальним генофондом, схрещуються між собою і протягом тривалого часу населяють певний простір.

Залежно від часу і простору місцепроживання видів змінюється. Це залежить від багатьох відомих вам екологічних факторів. Чи не пристосовані до кліматичних умов види зникають. Їх місце займають більш витривалі, пристосовані. Популяції одного виду існують окремо один від одного, так як з'являється конкуренція за екологічну нішу. Тому популяції одного виду займають різні території.

Сучасні визначення популяції сформульовані в працях російських дослідників С. С. Шварца, А. М. Гілярова, А. В. Яблокова. Наприклад, за визначенням С. С. Шварца (1969), популяція - це "елементарні групи організмів певного виду, тривалий час підтримують свою чисельність в постійно мінливих умовах середовища". На думку А. В. Яблокова, це "групи організмів одного виду, що населяють певну територію, із загальним еволюційним шляхом розвитку".

Розвиваючи ідеї своїх співвітчизників, А. М. Гіляров дав дещо інше визначення популяції.

популяція  - це сукупність організмів одного виду із загальним генофондом, протягом тривалого часу населяють певний простір і зберігають стійке відтворення чисельності. Всередині популяції існує постійна боротьба за існування, і угруповання особин одного виду ізольовані один від одного. Вони утворюють місцеву, екологічну, географічну популяції. Така класифікація популяції була введена відомим російським ученим Н. П. Наумовим.

Популяція як біологічна одиниця володіє своєю певною структурою, властивістю і функціями. Структура популяції характеризується чисельністю особин і їх розповсюдженням в просторі. А функції популяції тотожні функціям інших біологічних систем. Властивості, характерні для популяції, - це зростання, розвиток, розмноження, пристосованість до постійно мінливих умов середовища, генетичні характеристики.

Елементарна (місцева) популяція- це сукупність особин одного виду, що займають невеликі ділянки однорідної території.

Кількість елементарних популяцій в природі, еволюція розвитку і тривалість залежать від складності та простоти умов в біоценозі, його однорідності.

У природі змішання особин місцевих популяцій стирає межі між ними.

екологічна популяція- формується як сукупність місцевих популяцій. В основному це внутрішньовидові угруповання, пристосовані до існування в певному біоценозі. Наприклад, білка звичайна широко поширена в різних типах лісу. Тому можуть бути виділені такі екологічні популяції, як "соснові", "ялинові". Вони слабо ізольовані один від одного, тому між ними відмінностей мало.

географічна популяція - це екологічні популяції, які охоплюють групу особин, що населяють великі території з географічно однорідними умовами існування. Географічні популяції щодо ізольовані один від одного і розрізняються плодовитістю, розмірами особин, поруч екологічних, фізіологічних, поведінкових та інших особливостей. Такі тривалі ізоляції популяції поступово можуть призвести до утворення географічної раси або новим формам виду. Такі види розглядаються зазвичай як географічне видоутворення, раса або як синонім цього виду. Наприклад, відомо більше 20 географічних популяцій білки звичайної. Межі та розміри популяцій в природі визначаються особливостями не тільки заселяли території, але і властивостями самої популяції. Результати досліджень Н. П. Наумова показують, що поділ виду на дрібні територіальні угруповання збільшує різноманіття виду і збагачує його генофонд. Отже, в природі не буває абсолютної популяції. Тому в процесі еволюційного розвитку кожного виду під час розселення (міграції) вони постійно змішуються один з одним. У рослин пилок широко поширюється на великі відстані за допомогою вітру. В результаті різні форми популяції підтримуються в межах виду. Тому з екологічної точки зору єдиного визначення популяція ще не має. Найбільшого визнання заслуговує визначення С. С. Шварца: "Популяція - це внутрішньовидова угруповання, форма існування виду з певними кількісними та якісними параметрами".

Основні показники, що характеризують популяцію, - це чисельність і щільність. Чисельність популяції - це загальна кількість особин на даній території або в даному обсязі. Чисельність організмів ніколи не буває постійною. Вона залежить від народжуваності і смертності особин.

щільність популяції  визначається кількістю особин або біомасою на одиницю площі або об'єму, наприклад: 150 рослин їли на 1 га, або 0,5 г дафній в 1 м3 води.

Щільність популяції змінюється в залежності від її чисельності. Щільність популяції не збільшується безмежно, для цього необхідна можливість розселення або вільний простір. Розселення триває до тих пір, поки організми не зустрінуться з якою-небудь перешкодою. Розрізняють випадкове, рівномірне і групове розселення популяцій.

Злучайно розселення характерно тільки для однорідного середовища. Наприклад, шкідники на полях розселяються випадково, але потім у міру розмноження розселення набуває груповий або плямистий характер.

Найбільш часто зустрічається групове розселення, Причому воно може бути випадковим. Наприклад, в лісі дерева розподіляються спочатку групами, а потім рівномірно. У рослин поширення відбувається при розносі суперечка, насіння, плодів, а у тварин розселення буває швидким і пасивним. Наприклад, дуже рухливі лисиці, лосі та інші копитні тварини. Повільне поширення зустрічається у малорухомих тварин.

У активно переміщаються організмів ареали величезні, без різких кордонів між популяціями, а у малорухомих, навпаки, популяції чітко розмежовані. До них відносяться земноводні, плазуни, молюски. Розміри ареалу популяції залежать від величини організмів, активності поведінки, запасу їжі та інших абіотичних факторів. Наприклад, у комах, трав'янистих рослин чисельність особин може досягати сотні тисяч і більше. Навпаки, чисельність і щільність великих тварин і великих деревних рослин непостійні і пов'язані з діяльністю людини. Крім того, особлива роль належить кормовим факторам.

Зменшення врожаю кормів в різні роки сприяло різкому зниженню динаміки популяції білок, зайців, кекликов, фазанів. Тому в природі нестійкість чисельності популяції закономірна. Однак в деяких випадках чисельність популяції змінюється різким падінням або зростанням. Ці процеси в природі зустрічаються часто. Причин їх виникнення дуже багато. Це можуть бути генофонд виду, фактори середовища, швидкість росту, конкуренція, надлишок їжі і т. Д.

Популяція в природі здатна до саморегуляції чисельності. Кожен вид має верхні і нижні межі підвищення чисельності, за межі яких вона виходити не може. Тому чисельність популяції утримується на оптимальному рівні. Розрізняють добові та сезонні коливання чисельності організмів. Наприклад, у дрібних тварин, гризунів, деяких птахів коливання чисельності можуть бути дуже значні. Так, відомо, що чисельність гризунів збільшується протягом сезону в 300-500 разів, а деяких комах - в 1300-1500 разів. Такі спалахи чисельності часто зустрічаються у сарани, збудників інфекційних захворювань, вірусів і бактерій і завдають величезної шкоди сільському господарству і життя людини.

Різкі зниження чисельності популяції непостійні. У деяких випадках вони призводять до вимирання популяції. Загальна тривалість життя організмів ділиться на три типи, т. Е. Існують три типи виживання організмів (схема 6).

схема 6

I  - низька смертність на ранніх стадіях розвитку і підвищена на пізніх стадіях (комахи, великі ссавці); II - тривалість життя стійка (деякі риби, птиці, рослини і т. Д.); III - максимальна загибель на ранніх стадіях розвитку і низька в дорослому стані (деякі риби, безхребетні тварини)

Три типу виживання.

Перший тип виживання спостерігається головним чином у комах, великих ссавців, дерев, людини. Максимальна загибель доводиться на останній рік (старість), де велике число особин мають однакову тривалість життя, і, звичайно, перший тип кривої змінюється в залежності від генів, тривалості життя, статевих особливостей.

Другий тип характерний для організмів, де коефіцієнт смертності залишається постійним протягом всього життя. До них відносяться кишковопорожнинні організми прісних водойм.

Третій тип властивий більшості організмів. Він характеризується підвищеною загибеллю організмів на ранніх стадіях розвитку, наприклад: риби, птиці, багато безхребетних, що відрізняються плодовитістю. Загибель серед рослин становить 90-95%.

Отримані дані закономірностей виживання організмів відіграють велику роль в проведенні теоретичних досліджень і дослідів з корисними і шкідливими видами популяцій.

Крім народжуваності і смертності на чисельність або щільність популяції великий вплив робить міграція. Популяція завжди прагне розширити свій ареал. В основному це залежить від чисельності та щільності підростаючого покоління. Однак популяція не може розширювати свій ареал безмежно, перешкоджають граничні фактори або несприятливі умови нових місць проживання.

Розрізняють стабільні, що ростуть і скорочуються популяції. Збалансована інтенсивність народжуваності і смертності формує стабільну популяцію. Крім того, стабільність популяції залежить від генетичних, історичних, біологічних умов. У природі стабільність популяції залежить також від народження і імміграції, смертності та еміграції. Особи з'являються в популяції під час імміграції, зменшуються в результаті еміграції.

Тільки при збалансованому поєднанні названих чинників формується стабільна популяція. Знання структури, закономірностей розвитку популяції має величезне практичне значення.

Популяція. Елементарна популяція. Екологічна популяція. Географічна популяція. Чисельність популяції. Щільність популяції. Випадкове розселення. Групове розселення. Три типу виживання.

1.Існує різні погляди вчених-екологів на проблеми популяції.

2.Основні властивості популяції - просторове поширення, чисельність, щільність.

3.Колебаніе чисельності популяцій залежить від чинників середовища.

4.; Існують три типи виживання організмів. У природі зустрічаються організми з високим потенціалом розмноження (сарана і ін).

1. Що таке популяція?

2. Як класифікуються популяції?

3. Як поширені популяції?

1.В чому сутність визначень популяції, даних С. \u200b\u200bШварцем, А. Яблокова, А. Гіляровим і Н. Наумовим?

2.Назовите властивості популяції і розкажіть про їх зміст.

1. Які фактори перешкоджають широкому поширенню популяцій?

2.К якому з трьох типів виживання відноситься людина?

3. Поясніть за схемою типи виживання сайгаки і сазана.

1.Як переміщаються популяції сайгаків в Казахстані взимку і навесні? Чому?

2. Як з'явилися в Казахстані популяції куланів і що ви знаєте про їх чисельності?

ареал  - частина поверхні суші або акваторії, в межах якої поширені і проходять повний цикл свого розвитку особини даного виду (роду, сімейства або певного типу спільноти).

ендемік  - вид, який займає незначну територію.
  ■ Приклади ендеміків: реліктові рослини гінкго і метасеквойя, качконіс, єхидна, кистеперая риба латимерія.

❖ Причини ендемізму:
  ■ географічна ізоляція (на океанічних островах, в гірських районах або ізольованих водоймах);
  ■ кліматичні і грунтово-грунтові умови;
  ■ біотичні фактори (конкуренція, хижацтво, симбіоз).

Космополіт  - вид, що зустрічається на більшій частині населених областей Землі, поширені повсюдно.
■ Приклади космополітів:  бур'яни (подорожник великий, грицики і ін.), водні та болотні рослини (ряска, рогозу), а також кімнатна муха, міський горобець, сірий щур і інші тварини, що розселяються слідом за людиною.

❖ Фактори, що впливають на формування і особливості ареалу:
  ■ екологічна пластичність виду;
  ■ його здатність до розмноження і розселення;
  ■ історичний вік;
  ■ швидкість видоутворення.

суцільний ареал  - це ареал, в межах якого особини виду зустрічаються у всіх відповідних для їх життя місцепроживання.

переривчастий ареал - це ареал, що розпадається на кілька роз'єднаних територій, настільки віддалених один від одного, що обмін пилком або спорами між рослинами або міграція тварин, що мешкають на цих територіях, неможливі.

Екологічна ніша виду  - це комплекс умов життя виду, тобто сукупність всіх факторів середовища (в тому числі мікроклімату), в межах яких вид може існувати в природі.

■ Два види не можуть займати одну і ту ж екологічну нішу, тому один з видів або створює нову екологічну нішу, або зникає.

Популяції та їх основні характеристики

популяція  - це сукупність особин одного виду, протягом тривалого часу населяють певну частину ареалу, відносно відокремлених від інших груп особин того ж виду і взаємодіючих між собою (конкуруючих, які допомагають один одному, що вільно схрещуються і т.п.).

■ Популяція - елементарна форма існування і еволюції виду.

Роль популяцій в еволюції:  завдяки просторової роз'єднаності популяцій вид існує в різноманітних умовах середовища і піддається дії природного відбору різної інтенсивності і в різних напрямках, що призводить до утворення нових різновидів, підвидів і видів організмів.

Основні характеристики популяцій:  ареал, чисельність, щільність, народжуваність, смертність, просторова, екологічна, статева і вікова структури, генетична різнорідність.

Чисельність стабільної популяції обмежена максимальним і мінімальним значеннями.

■ Максимальна чисельність популяції визначається ресурсами середовища (кількістю їжі, води і т.п.).

■ Мінімальна чисельність популяції становить не менше кількох сотень особин. При меншій чисельності будь-яка випадкова причина (пожежа, повінь, посуха, сильні морози і ін.) Може привести до вимирання популяції.

гомеостаз популяції  - властивість популяції підтримувати свою чисельність на деякому оптимальному середньому рівні.

щільність популяції  - середнє число особин, що припадають на одиницю площі або об'єму простору, займаного популяцією.

При збільшенні чисельності особин щільність популяції, як правило, зростає. Вона може залишитися незмінною лише при розширенні ареалу за рахунок розселення особин.

Регуляція щільності популяцій досягається:

■ у рослин   - за рахунок внутрішньовидової конкуренції, що призводить до саморазрежіванію (при цьому змінюється не тільки густина, а й вегетативна потужність окремих особин);

■ у тварин за допомогою складних поведінкових і фізіологічних механізмів і проявляється лише у випадках обмеженості ресурсів середовища і неможливості їх пошуку на інших територіях (в невеликих водоймах, де немає інших видів риб, дорослі окуні харчуються власною молоддю).

Народжуваність (абсолютна)  - число нових особин в популяції, що з'явилися за одиницю часу в результаті розмноження.

питома народжуваність  - середня кількість особин, що народилися в популяції за одиницю часу в розрахунку на 1, 100 або 1000 особин популяції. Цей показник дозволяє порівнювати швидкість народжуваності в популяціях з різною чисельністю.

Величина народжуваності кожного виду визначилася історично як пристосування для заповнення убутку популяцій і залежить від:
  ■ співвідношення статей в популяції (її статевої структури);
  ■ співвідношення вікових груп (її вікової структури);
  ■ частоти репродуктивних циклів (циклів розмноження);
  ■ плодючості особин (яка, в свою чергу, залежить від ступеня розвиненості турботи про потомство і забезпечення яєць поживними речовинами).

Зазвичай народжуваність в кожній популяції врівноважена характерною для неї смертністю.

биотический потенціал  характеризує теоретично можливе число нащадків від однієї пари (або однієї особини) за певний проміжок часу (наприклад, за весь життєвий цикл або за рік).

■ приклади:  чисельність багатьох комах і ракоподібних (попелиці, дафнії) за год.может збільшитися в 10 10 -10 30 разів; чисельність великих ссавців навіть за найсприятливіших умов за рік може зрости лише в 1,05-1,1 рази.

питома смертність  - кількість особин, які загинули в популяції за одиницю часу в розрахунку на одну особину.

крива виживання  - графік, що показує відсоток особин, що дожили до того чи іншого віку.

Типи виживання організмів  (Визначаються смертністю особин).
  ■ підвищена загибель особин в ранній період життя (у риб);
  ■ рівномірна загибель особин на всіх періодах життя (у гідр, деяких черв'яків і ін.);
  ■ доживання особин до граничного віку і масова загибель на пізніх періодах життя (більшість комах); зустрічається рідше; призводить до спалахів розмноження.

структура популяцій

просторова структура  популяції характеризує особливості розміщення особин на займаній території. Вона залежить від чисельності популяції і її вікової та статевої структури, може змінюватися протягом року і визначається властивостями місцеперебування і біологічними особливостями виду.

❖ Типи просторової структури популяцій:
■ випадкове   розподіл по території;
■ рівномірний   розподіл по території;
■ групове   розподіл, коли особини живуть в групах: родинах, стадах, колоніях, гаремах. Цей розподіл зустрічається найбільш часто, бо дає змогу краще захищатися від хижаків, шукати і добувати корм.

екологічна структура  характеризує ставлення різних груп організмів однієї популяції до умов навколишнього середовища (наприклад, особини однієї популяції рослин розрізняються розмірами, кількістю листя і квіток, не одночасно зацвітають, їх плоди дозрівають також не одночасно і т.д.).

■ Така відмінність особин дозволяє популяції зберегтися в цілому при настанні різних несприятливих умов, хоча та чи інша частина особин при цьому може загинути.

статева структура  висловлює співвідношення кількостей чоловічих і жіночих особин в популяції. Воно, як правило, відрізняється від співвідношення 1: 1, що визначається генетичним механізмом, що пояснюється в основному різної життєздатністю чоловічих і жіночих особин.

■ Переважання частки самок над самцями забезпечує більш інтенсивний ріст чисельності популяції.

■ Так як самці і самки багатьох видів відрізняються за характером харчування, поведінки і т.п., то зміна статевої структури популяції в тій чи іншій мірі змінює її роль в екосистемі.

■ У популяціях людини співвідношення статей при народженні становить 100 дівчаток на 106 хлопчиків, до 18-річного віку воно стає рівним 1: 1, до 50 років на 100 жінок припадає 85 чоловіків, до 80 років співвідношення за статтю стає 2: 1 (100 жінок на 50 чоловіків).

Вікова структура популяції  відображає співвідношення різних вікових груп в популяції. Вона залежить від тривалості життя особин, часу настання їх статевої зрілості, числа нащадків в посліді, кількості потомств за сезон і ін.

■ Присутність в популяції великої кількості особин молодших вікових груп свідчить про її благополуччя. Переважання в популяції старих особин говорить про те, що дана популяція завершує своє існування.

■ Вікова структура відображає пристосувальний характер особин, так як опірність середовищі у особин різних вікових груп неоднакова (дорослі хрущі живуть кілька тижнів, а їх личинки в грунті - три роки).

❖ Типи екологічного віку:
  ■ дорепродуктівний;
  ■ репродуктивний;
  ■ пострепродуктивном.

динаміка популяції

приріст популяції - це різниця між народжуваністю і. смертністю. Він може бути позитивним (чисельність популяції збільшується) і негативним (чисельність популяції зменшується).

Темп зростання  - середній приріст популяції за одиницю часу. У більшості видів він залежить від щільності популяції. Найбільш високий темп зростання спостерігається при певній оптимальній щільності популяції або при попаданні популяції в нову, незайняту екологічну нішу.

Зростання чисельності.  Будь-яка популяція, якщо її не лімітують фактори зовнішнього середовища (обмеженість ресурсів, хвороби, хижаки і т.п.), теоретично здатна до необмеженого росту чисельності. В цьому випадку темп (швидкість) зростання популяції залежить тільки від величини біотичного потенціалу , А саме зростання чисельності популяції відбувається в геометричній прогресії (по експоненті) і називається експоненціальним.

Умови експоненціального зростання. Реально експоненціальне зростання чисельності популяції може відбуватися лише протягом обмеженого проміжку часу в наступних випадках:

■ популяція знаходиться в умовах надлишку ресурсів середовища (їжі, місць розмноження) і не відчуває впливу несприятливих факторів;

■ популяція потрапляє в нові умови, де вона не має ворогів і конкурентів (приклад: кролики в Австралії);

■ популяція існує в штучно створених лабораторних умовах (бактерії, дріжджі та ін.).

Зростання чисельності популяції призводить до збільшення її щільності. Але цо.мере збільшення щільності популяції починає позначатися обмеженість ресурсів середовища, і умови для розмноження і росту особин стають менш сприятливими, що призводить до уповільнення росту чисельності популяції.

Логістичний тип росту популяції  - тип зростання при обмежених ресурсах, що характеризується зниженням темпу зростання в міру збільшення щільності популяції.

ємність середовища  - оптимальна щільність популяції в конкретних умовах середовища.

■ Якщо щільність популяції відповідає ємності середовища, то чисельність популяції буде коливатися біля середнього рівня.

■ Еслі'плотность популяції перевищує ємність середовища, то чисельність популяції і її щільність зменшуються.

Регуляція чисельності популяції.Дві групи факторів, що впливають на чисельність популяції:

■ модифікують, Які не залежать від щільності популяції (це, як правило, абіотичні   фактори середовища; наприклад, сувора зима призводить до загибелі звірів і птахів, що годуються на землі, і ін.);

■ регулюють, Що залежать від щільності популяції (як правило, це різні біотичні фактори: народжуваність, смертність, міграції, поведінкові фактори, вичерпання ресурсів середовища та ін.).

міграції  - це закономірні добові або сезонні переміщення тварин між істотно різними, просторово роз'єднаними середовищами існування. Вони викликаються зміною умов існування в місцях проживання або зміною вимог тварин до цих умов на різних стадіях розвитку.

Роль міграцій:

■ дозволяють організмам протягом певного часу використовувати оптимальні умови середовища в тих місцях, де постійне проживання організмів цього виду неможливо;

■ призводять до освоєння нових біотопів та розширенню загального ареалу виду;

■ призводять до обміну особин між популяціями, що може змінити їх структуру та основні властивості, запобігти загибелі популяції, яка перебуває на межі вимирання, або, навпаки, привести її до різкого скорочення;

■ збільшують єдність і загальну стійкість виду;

■ сприяють успіху в боротьбі за існування.

За відсутності міграції зміна чисельності популяції залежить від співвідношення величини народжуваності і смертності.

Приклади фізіологічних і поведінкових факторів, Що регулюють чисельність і щільність популяції:

■ при великій щільності популяції у деяких видів тварин (у гризунів) в крові підвищується концентрація гормону адреналіну, що викликає агресивність (бійки) і різні гормональні розлади (у самок може відбуватися розсмоктування ембріона), що в підсумку призводить до скорочення чисельності популяції;

■ хімічну взаємодію  особин (напр! имер, пуголовки виділяють в воду речовини, що затримують зростання інших пуголовків);

■ мічення  (Секретом пахучих залоз, подряпинами на деревах, співом самців птахів і т.п.), охорона  індивідуальної ділянки території та недопущення  розмноження на ньому «чужих» особин дозволяють найбільш раціонально використовувати простір, займане популяцією. Надлишкова частина популяції при цьому не розмножується або змушена виселятися за межі зайнятого простору.

Множинність механізмів регуляції чисельності призводить до того, що в природі дуже рідко відбуваються катастрофічне зростання чисельності, підрив ресурсів (нестача їжі, притулків, простору) і загибель популяції.

Чисельність і щільність - основні параметри популяції.

чисельність   - загальна кількість особин на даній території або в даному обсязі.

  густина   - кількість особин або їх біомаса на одиниці площі або об'єму. У природі відбувається постійні коливання чисельності і щільності.

динаміка чисельності і щільності визначається в основному народжуваністю, смертністю і процесами міграції. Це показники, що характеризують зміна популяції протягом певного періоду: місяця, сезону, року і т.д. Вивчення цих процесів і причин їх обумовлюють дуже важливо для прогнозів стану популяцій.

Народжуваність розрізняють абсолютну і питому. абсолютна народжуваність - це кількість нових особин, що з'явилися за одиницю часу, а питома- те ж саме кількість, але віднесене до певного числа особин. Наприклад, показником народжуваності людини служить число дітей, народжених на 1000 чоловік протягом року. Народжуваність визначається багатьма факторами: умовами середовища, наявністю їжі, біологією виду (швидкість статевого дозрівання, кількість генерацій протягом сезону, співвідношення самців і самок в популяції).

Згідно з правилом максимальної народжуваності (відтворення) в ідеальних умовах в популяціях з'являється максимально можливу кількість нових особин; народжуваність обмежується фізіологічними особливостями виду.

Приклад: Кульбаба за 10 років здатний заполонити всю земну кулю, за умови, що всі його насіння проростуть. Виключно рясно семеносят верби, тополі, берези, осика, більшість бур'янів. Бактерії діляться кожні 20 хвилин і в протягом 36 годин можуть суцільним шаром покрити всю планету. Дуже висока плодючість у більшості видів комах і низька у хижаків, великих ссавців.

смертність,   як і народжуваність, буває абсолютної (кількість особин, які загинули за певний час), так і питомої. Вона характеризує швидкість зниження чисельності популяції від загибелі через хвороби, старості, хижаків, нестачі корму, і грає головну роль в динаміці чисельності популяції.

Розрізняють три типи смертності:

Однаковий на всіх стадіях розвитку; зустрічається рідко, в оптимальних умовах;

Підвищена смертність в ранньому віці; характерна для більшості видів рослин і тварин (у дерев до віку зрілості доживає менш 1% сходів, у риб - 1-2% малюків, у комах - менш 0,5% личинок);

Висока смерть в старості; зазвичай спостерігається у тварин, чиї личинкові стадії проходять в сприятливих мало змінюються: грунті, деревині, живих організмах.

Стабільні, що ростуть і скорочуються популяції

Популяція пристосовується до зміни умов середовища шляхом оновлення та заміщення особин, тобто процесами народження (відновлення) і зменшення (відмирання), доповнюваними процесами міграції. У стабільній популяції темпи народжуваності і смертності близькі, збалансовані. Вони можуть бути непостійні, але щільність популяції не надто різниться від якоїсь середньої величини. Ареал виду при цьому ні збільшується, ні зменшується.

У зростання популяції народжуваність перевищує смертність. Для зростаючих популяцій характерні спалаху масового розмноження, особливо у дрібних тварин (сарана, 28-точкова картопляна корівка, колорадський жук, гризуни, ворони, горобці; з рослин - амброзія, борщівник Сосновського в північній республіці Комі, кульбаба, прилипало гімалайське, частково - дуб монгольський). Нерідко зростаючими стають популяції великих тварин в умовах заповідного режиму (лосі в Магаданському заповіднику, на Алясці, олень плямистий в Уссурійському заповіднику, слони в національному парку Кенії) або інтродукції (лось в Ленінградській області, ондатра в Східній Європі, домашні кішки в окремих сім'ях) . При переущільнення у рослин (зазвичай збігається з початком сомкнутости покриву, кронового полога) починається диференціація особин за розмірами і життєвим станом, самоізрежіваніе популяцій, а у тварин (зазвичай збігається з досягненням статевої зрілості молодняка) починається міграція на суміжні вільні ділянки.

Якщо смертність перевищує народжуваність, то така популяція вважається скорочується. У природному середовищі вона скорочується до певної межі, а потім народжуваність (плодючість) знову підвищується і популяція з скорочується стає зростаючою. Найчастіше без міри зростаючими бувають популяції небажаних видів, що скорочуються - рідкісних, реліктових, цінних, як в економічному, так і в естетичному відношенні.

структура популяцій

під демографічною структурою  популяції, перш за все, розуміють її статевої і вікової склад. Крім того, прийнято говорити про просторову структуру  популяції - тобто про особливості розміщення особин популяції в просторі.

Знання структури популяції дозволяє дослідникові зробити висновки про її благополуччя або неблагополуччя. Наприклад, якщо в популяції відсутні генеративні (тобто здатні дати потомство) особи і при цьому багато старовозрастних (сенільних) особин, то можна зробити несприятливий прогноз. У такій популяції може не бути майбутнього. Структуру популяції бажано вивчати в динаміці: знаючи її зміна протягом декількох років, можна набагато більш впевнено говорити про ті чи інші тенденції.

Вікова структура популяції

Цей тип структури пов'язаний зі співвідношенням особин різних возвраст в популяції. Особи мають однаковий вік прийнято об'єднувати в когорти, Тобто вікові групи.

Вікова структура популяцій рослин описана дуже детально. У ній виділяють (по Т.А. Роботнову) наступні віки (вікові групи організмів):

• латентний період - стан насіння;
• прегенеративного період (включає стану проростка, ювенільного рослини, имматурние рослини і віргінільного рослини);
• генеративний період (зазвичай підрозділяється на три підперіоди - молодих, зрілих і старих генеративних особин);
• постгенератівний період (включає стану субсенільного рослини, сенильного рослини і фазу відмирання).

У популяціях тварин також можна виділити різні вікові стадії. Наприклад, комахи, що розвиваються з повним метаморфозом, проходять стадії яйця, личинки, лялечки, імаго (дорослої комахи). У інших тварин (розвиваються без метаморфоза) також можна виділити різні вікові стану, хоча межі між ними можуть бути і не настільки чіткими.

Статева структура популяції

Статева структура, тобто співвідношення статей, має пряме відношення до відтворення популяції і її стійкості.

Прийнято виділяти первинне, вторинне і третинне співвідношення статей в популяції. Первинне співвідношення статей  визначається генетичними механізмами - рівномірністю розбіжності статевих хромосом. Наприклад, у людини XY-хромосоми визначають розвиток чоловічої статі, а XX - жіночого. В цьому випадку первинне співвідношення статей 1: 1, тобто равновероятно.

Вторинне співвідношення статей - це співвідношення статей на момент народження (серед новонароджених). Воно може істотно відрізнятися від первинного з цілого ряду причин: вибірковість яйцеклітин до сперматозоїдів, що несуть X- або Y-хромосому, неоднаковою здатністю таких сперматозоїдів до запліднення, різними зовнішніми факторами. Наприклад, зоологами описано вплив температури на вторинне співвідношення статей у рептилій. Аналогічна закономірність характерна і для деяких комах. Так, у мурах запліднення забезпечується при температурі вище 20 С, а при більш низьких температурах відкладаються незапліднені яйця. З останніх вилуплюються самці, а з запліднених - переважно, самки.

Третинне співвідношення статей  - це співвідношення статей серед дорослих тварин.

Просторова структура популяції

Просторова структура популяції відображає характер розміщення особин у просторі.

Виділяють три основні типи розподілу особин в просторі:

• однакове  (Особини розміщені в просторі рівномірно, на однаковій відстані одна від одної), тип також носить назву рівномірного розподілу;
• конгрегаційна, Або мозаїчне (тобто "плямисте", особи розміщуються у відокремлених скупченнях);
• випадкове, Або дифузне (особи розподілені в просторі випадковим чином).

Рівномірний розподіл зустрічається в природі рідко і найчастіше викликана нагальною внутрішньовидової конкуренцією (як, наприклад, у хижих риб).

Випадковий розподіл можна спостерігати тільки в однорідному середовищі і тільки у видів, що не виявляють ніякого прагнення до об'єднання в групи. Як хрестоматійний приклад рівномірного розподілу, зазвичай наводять розподіл жука Tribolium в борошні.

Розподіл групами зустрічається набагато частіше. Воно пов'язане з особливостями мікросередовища або з особливостями поведінки тварин.

Просторова структура має важливе екологічне значення. Перш за все, певний тип використання території дозволяє популяції ефективно використовувати ресурси середовища та знизити внутрішньовидову конкуренцію. Ефективність використання середовища і зниження конкуренції між представниками популяції дозволяють їй зміцнити свої позиції по відношенню до інших видів, що населяють дану екосистему.

Інший важливий значення просторової структури популяції полягає в тому, що вона забезпечує взаємодію особин усередині популяції. Без певного рівня внутріпопуляціонних контактів популяція не зможе виконувати як свої видові функції (розмноження, розселення), так і функції, пов'язані з участю в екосистемі (участь у кругообігу речовин, створення біологічної продукції і так далі).

Властивості популяції:  самовідтворення, мінливість, взаємодія з іншими популяціями, стійкість.



Біологічний термін «популяція» вперше застосований в 1903 році біологом з Данії Вільгельмом Людвігом Іогансеном (1857 - 1927)  для позначення групового зростання одного виду рослин.

загальне поняття

Що таке популяція? Вона (стародавні латиняни говорили:   populus,з сучасних англ. population- населення) являє собою сукупність представників  конкретного виду живих організмів, довгий часовий відрізок живуть або які ростуть на одному територіальному просторі, відокремлено від особин інших, схожих по аналогічним ознаками груп.

Термін застосовується в різноманітних галузях природничих наук: екології, медицині, демографії.

Якщо брати до прикладу, то у відповідній термінології, поняття   визначається, як спільнота тварин або рослин одного виду, що має єдине генофонд  (Цей термін розглянемо нижче), здатне до стійкого самовідтворення. У біології під нею мають на увазі групи організмів в складі певного виду.

Найпростіший приклад - популяція людини на Землі. Якщо взяти приклади з тваринного світу: плямистого і благородного оленя, бурого і білого ведмедя, тріски і пікші в морях басейну Північного Льодовитого океану. Зі світу рослин: різні види сосни і ялини, осики та липи, дуба і в'яза.

Якими параметрами характеризується кожна популяція? Загальноприйнятими критеріями є:

• загальне місце проживання (ареал);
• однакове походження спільності організмів;
• відносна ізольованість цієї спільноти від інших схожих груп (так звані міжпопуляційних бар'єри);
• дотримання принципу панмиксии (вільного схрещування) у складі групи, інакше кажучи рівна ймовірність зустрічі всіх існуючих генотипів в межах ареалу.

види популяцій

Видів живих організмів в дикій природі безліч. Перш за все треба виділити дві глобальні популяції  - тварин і рослин. І вже в них визначаються підвиди тієї чи іншої конкретної групи організмів

У біології структурно виділяються географічно обумовлені групи, як приклад, поселення білок в лісах Ульяновської області. Сгруппировавшиеся тварини одного підвиду (в нашому випадку - білки), що мешкають на географічно однорідному просторі. Така територія називається ареалом проживання.

У свою чергу популяції географічні поділяються на більш дрібні - екологічні (білки в хвойних і змішаних лісах одного району), а ті - на ще більш дрібні - елементарні або локальні (ті ж білки, але вже в різних частинах одного лісу).

За здатністю розмножуватися існує підрозділ на:

• постійні, Що не потребують припливі особин свого виду ззовні для підтримки чисельності на рівні необхідному для повноцінного існування.
• напівзалежні, В яких певна кількість подібних особин з боку надходить із зовні, але і без них популяція здатна існувати довгий час.
• тимчасові, В них смертність представників вище видовий народжуваності, і існування знаходиться в прямій залежності від припливу особин ззовні. Тимчасові популяції часто формуються в місцях з несприятливим кліматом і нестабільної кормовою базою.

Увага!Популяція вельми схожа з живим організмом, як біосистеми, теж має організовану структуру, що володіє своєю цілісністю, генетичною програмою самовідтворення і особливими характерними механізмами саморегуляції і адаптації.

структура популяції

Структура переважного числа існуючих видових поселень обумовлена \u200b\u200bформують їх представниками, і розміщенням останніх на території проживання (згадуючи білок - загальне число і відсоток різностатевих звірів у лісі). Щоб було зрозуміліше розглянемо по пунктах.

Отже, структура популяції буває

Просторова - розподіл особин за займаній території - скільки білок бігає і де. Воно, в свою чергу, підрозділяється на:

• Випадкове (якщо ліс однаковий для всіх білок, і вони скачуть в однаковій природній обстановці). В цьому випадку звірків трохи, в «групи» вони не збиваються і не живуть купчасто водному місці.
• Рівномірний. Зустрічається переважно у тварин, що мешкають в умовах жорсткої конкуренції за кормові ресурси і місця проживання. Деякі види хижих риб, птахів і ссавців (ведмеді, наприклад) трепетно \u200b\u200bохороняють свої мисливські угіддя і чужинців на них не дарують.
• Групове. Саме часто зустрічаються в природі. Тут розглянемо на прикладі рослин. Деякі дерева мають великі, важкі плоди (горіхи, жолуді, горіхи чинари і ін.), Які падаючи поряд з деревом, тут же проростають, утворюючи групи. І навіть конвалії! Але, вони зобов'язані цього вегетативного способу розмноження (нащадки від кореневищ). ці особливості зростання викликані  тим, що навколишні умови середовища неоднорідні, місця проживання обмежені, вид має характерні біологічні якості і варіанти розмноження.

Статева - співвідношення різностатевих екземплярів (скільки в лісі білок-хлопчиків і білок-дівчаток).

Вікова - сама зрозуміла. Скільки особин різного віку. У будь-якого виду, а часом, і в кожній популяції всередині виду існують різні співвідношення вікових груп. Як правило, виділяють такі екологічні віку:

• предрепродуктівний (організми, які не досягли статевої зрілості);
• репродуктивний (статевозрілі);
• пострепродуктивном (представники, втратили можливість до розмноження).

Для тварин і рослин дана структура має істотні відмінності, але це окрема тема для розгляду.

Генетична структура популяції обумовлена \u200b\u200bмінливістю і різноманітністю генотипів(Грубо кажучи відмінністю білок за забарвленням і розмірами, і їх варіаціях при спарюванні з подальшим потомством).

Екологічна структура полягає в поділі будь-якого виду на групи окремих представників, по-своєму взаємодіючих з умовами середовища проживання. Саме тут часто проявляється локальна популяція. Вся справа в тому, що відмінність між типом і окремою групою представників, існуючих в особливих умовах загального ареалу проживання, вельми умовно.

В принципі, система функціонує подібно   практично будь-який біологічної системі.  Відповідно для неї характерні: зростання, розвиток, виживання в умовах, що змінюються середовища. Це обумовлює наявність певних параметрів.

популяція білок

параметри

Для більшості існуючих популяцій характерні:  чисельність, щільність, народжуваність і смертність. Всі ці характеристики до того ж знаходяться в тісному взаємозв'язку і взаємозалежності.

чисельність популяції  - сумарна кількість представників виду, які проживають на території. Щільність, відповідно, число особин даного виду на одиницю площі ареалу.

У багатьох великих групах середня чисельність щорічно змінюється не дуже сильно, в зв'язку з тим, що:

• від природних причин гине приблизно однакове число представників;
• інтенсивність розмноження організмів зростає при невеликій щільності популяції, а при збільшенні, відповідно, знижується;
• постійно мінливі природні умови і кліматичні чинники створюють перешкоди для високої реалізації репродуктивного потенціалу.

Але, при навіть при певної стабільності, для популяційної чисельності характерні коливання. Головні причини зазначених коливаньпов'язані зі змінами в умовах існування. А саме:

Ці періодичні коливання ведуть до змін в загальній чисельності, які складаються з наступних явищ:

• народжуваність;
• смертність;
• імміграція (вселення - приплив особин з боку);
• еміграції (виселення представників виду).

З цими факторами пов'язані так звані популяційні хвилі.

Важливо!Популяційні хвилі - раптово виникають значні чисельні зміни.

Приклад: скорочення в результаті відстрілу кількості лисиць (абиотический фактор) веде до популяційному збільшення польових мишей (полівок).

Для популяцій характерні чисельність, щільність, народжуваність і смертність.

генофонд

Але особливе значення має ефективна чисельність - кількість статевозрілих представників виду, здатних давати потомство. Саме ними формується генофонд. І тепер розглянемо це поняття конкретно.

Що таке генофонд популяції(Пул генів). Це сукупність всіх ознак (генів) виду і їх варіацій, що передаються у спадок. Саме завдяки генам, білки з Сибіру відрізняються від білок з Канади. Генні варіації (аллели) обумовлюють здатність організмів пристосовуватися до постійно мінливих особливостями навколишнього середовища. Чим більше розмаїття генів, тим способней організм пристосуватися до життя.

У біології існує таке поняття як ідеальна популяція. Але, воно суто теоретичне і використовується для моделювання процесів. ідеальну популяціюможна визначити, як гіпотетичну панміктіческой (тобто, особи якої мають однакові шанси на схрещування), з нескінченно зростаючої, що зберігається в поколіннях, і незалежною від природного відбору, зовнішніх факторів і мутацій, чисельністю.

Яка ж основна роль поняття для існування живих організмів на планеті? В екології вона визначається, як елементарна одиниця процесу мікроеволюції(Внутрішньовидові малі генні зміни в декількох поколіннях, що ведуть до певних змін особини, як зовнішнім, так і внутрішнім), що реагує на мінливі фактори навколишнього середовища перебудовою генофонду.

Функціонування популяції і динаміка її чисельності в природі

Популяція як форма існування видів в природі

висновок

Виходячи з викладеного ,   резюмуємо. Популяція - це сукупність представників одного виду, що мешкають на загальній території, вільно перехресних, що володіє єдиним генофондом, що має свою структуру, характеристики та параметри, аналогічними існуючим біосистеми, і є елементарною мікроеволюційні одиницею.