Экология реферат на тему популяция

Содержание

1. Понятие о экологии популяции
2. Показатели популяции
3. Территориальная иерархия популяций
4. Структура популяции и ее виды
5. Динамика популяций
Заключение
Список использованных источников

1. Понятие о популяции

По определению академика С.С. Шварца, популяция — это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Популяция обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. Важно подчеркнуть, что с позиций современной экологии популяцию рассматривают как элементарную единицу процесса микроэволюции, поскольку она обладает уникальным и важнейшим для поддержания жизни вида в течение длительного периода качеством — способностью к перестройке своего генофонда в ответ на изменение экологических факторов среды обитания.

У особей популяции формируются адаптации, соответствующие условиям той местности, где они обитают. Поэтому популяция представляет собой развивающуюся единицу, причем важнейшую в экологическом понимании. Она может существовать длительное время в регионе при наличии подходящего климата, питательных веществ и источника энергии, входя в состав пищевой сети, характерной для этой области экосистемы. Таким образом, популяция обладает не только самостоятельной эволюционной судьбой, но и является основным биотическим, т.е. живым, элементом экосистем.

Основным свойством популяции является ее беспрерывное изменение, движение, динамика, что сильно влияет на структурно-функциональную организованность, продуктивность, биологическое разнообразие и устойчивость системы. Особи одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем абиотические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов.

Специфические же внутривидовые связи — это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительскими и дочерними поколениями. При этом важно подчеркнуть: во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства, что является генетической целью популяции.

Это подводит к заключению, что популяционный уровень занимает особое место в системе организации живого вещества, так как популяция есть не что иное, как первая надорганизменная биологическая макросистема. Как следствие этого зародилось и успешно функционирует целое научное направление — демэкология (от греч. demos— народ), рассматриваемое как раздел общей экологии, изучающий структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых формируются популяции, и др. При этом приоритетной для демэкологии проблемой являются биотические взаимоотношения.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

2. Показатели популяций

Являясь групповыми объединениями особей, популяции обладают рядом специфических показателей, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. При этом выделяют две группы количественных показателей — статические и динамические.

Состояние популяции на данный момент времени характеризуют статические показатели. К ним относятся следующие:

  1. Численность — общее количество особей на выделяемой территории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает постоянным, он зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.
  2. Плотность популяции — среднее число особей (или биомассы) на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства. Плотность популяции также изменчива, она зависит от численности. В случае возрастания последней плотность популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение ее, т.е. расширение ареала.

Динамические показатели популяции включают рождаемость, смертность, прирост и темп роста популяции.

Рождаемость (плодовитость) — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Живые организмы обладают огромной способностью к размножению. Она характеризуется так называемым биотическим потенциалом, представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически при идеальных экологических условиях существования) особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным слоем. Это важнейший, хотя и условный, показатель имеет самые различные значения. Так, для слонов он составляет 0,3 м/с, а для некоторых микроорганизмов — сотни метров в секунду. Удивительный факт: один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земную поверхность, если все семена прорастут (Р. Дажо, 1975). На практике такая громадная плодовитость никогда не реализуется.

Смертность популяции — число погибших в популяции особей в определенный отрезок времени. Подобно плодовитости, смертность изменяется в зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции; смертность выражается в процентах к начальной или чаще к средней величине ее.

Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.

Темп роста популяции — средний прирост ее за единицу времени.

3. Территориальная иерархия популяций

В экологии достаточно широкое распространение получила концепция иерархии (соподчиненности) популяций в зависимости от размеров занимаемой ими территории. Н.П. Наумов, например, ввел понятия элементарной, экологической и географической популяции, которые в свою очередь входят в ареал вида.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Элементарная (локальная) популяция является совокупностью особей того или иного вида (например, белки), которая занимает какой-то небольшой участок однородной по условиям обитания площади. Очевидно, что число элементарных популяций в первую очередь определяется степенью разнородности условий среды обитания, при этом чем они разнообразнее, тем большее число элементарных популяций можно выделить, и, естественно, наоборот. Укажем, что имеющее место смешение особей элементарных популяций, которое часто происходит в природе, размывает границы между последними.

Совокупность элементарных популяций формирует более крупную экологическую популяцию. Составляющие ее элементарные популяции весьма слабо изолированы друг от друга, между ними может происходить довольно часто обмен генетической информацией, но существенно реже, нежели между элементарными популяциями. Характерным примером служит белка, которая обитает в различных типах леса. Вследствие этого можно достаточно четко выделить «сосновые», «елово-пихтовые» и др. экологические популяции белки.

Экологические популяции, слагаясь, образуют географические популяции. Последние включают группу особей, которые заселяют территорию с географически однородными условиями существования (тундра, тайга) и отличаются общностью приспособлений к климату и ландшафту. Следует отметить, что географические популяции довольно заметно разграничены и изолированы. Как правило, они могут отличаться рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей, а также плодовитостью и даже размерами особей.

Укажем, что чем ниже ранг популяций, тем более тесна связь между соседними популяциями, больше степень обмена особями и, естественно, менее выражены отличительные особенности. Раздробление же вида на множество мелких территориальных группировок есть не что иное, как проявление присущего популяции процесса приспособления к огромному разнообразию местных условий. Благодаря этому увеличивается генетическое многообразие вида и обогащается его генофонд, тем самым способствуя длительному существованию вида в постоянно изменяющихся условиях среды.

Ареал вида —  это область географического распространения (территория или акватория) особей рассматриваемого вида вне зависимости от степени постоянства их обитания в данной местности, но исключая места случайного попадания (заноса, залета, захода, заплыва и т.п.) в соседние регионы. Это одна из фундаментальных экологических характеристик популяции. Протяженность популяционного ареала определяется биологией вида, особенно радиусом его индивидуальной активности перемещения. Так, популяции видов относительно крупных животных (рыб, млекопитающих, птиц идр.), которые могут преодолевать большие пространства, имеют больший ареал по сравнению с популяциями видов мелких животных с ограниченной подвижностью. Ареал способен пульсировать, т.е. он может расширяться или сокращаться даже в связи с сезоном года; существенное расширение границ ареала вида наблюдается при миграции и территориальной экспансии входящих в нее особей (наглядный пример здесь способность огромных стай саранчи преодолевать тысячи километров). В то же время в процессе освоения нового пространства и необходимости (подчас вынужденной) приспособления к новым экологическим условиям происходит формирование новых популяций. Это имело место, например, в Австралии, куда в целях охоты завезли из Европы кроликов. Последние в результате интенсивного размножения образовали новую популяцию.

Отталкиваясь от полученной информации, легче понять, что такое вид: это сложная биологическая система, которая состоит из группировок организмов — популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения.

Итак, популяция может быть охарактеризована как внутривидовая группировка особей, конкретная форма существования вида, обладающая определенными количественными и качественными показателями. Популяция является генетической единицей вида: ее изменения обусловливают эволюцию данного вида.

4. Структура популяции и ее виды

Любой популяции присуща определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп особей по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают соответствующую структуру популяции: пространственную, половую, возрастную и т.д. Структура формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств видов, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Поэтому важно подчеркнуть откровенно приспособительный характер структуры популяции.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Возрастная и половая структуры популяции. Возрастная структура популяции, т.е. соотношение в ней разных возрастных групп, определяется особенностями жизненного цикла вида и внешними условиями.

В любой популяции можно условно выделить три экологические группы: предрепродуктивную, репродуктивную, пострепродуктивную. К предрепродуктивной относится группа особей, возраст которых не достиг способности к воспроизведению; репродуктивная — группа, способная воспроизводить новые особи; наконец, пострепродуктивная В особи, которые по ряду причин утратили способность участвовать в воспроизведении новых поколений. По отношению к общей продолжительности жизни длительность этих возрастов сильно меняется у разных видов. Для человека эти три возраста приблизительно одинаковы.

Имеются виды с очень простой возрастной структурой популяций, которые состоят практически из представителей одного возраста. Так, все однолетние растения весной находятся в проростках, затем почти одновременно зацветают, дают семена и к осени отмирают. Уязвимость таких популяций крайне высока: если в период развития наступают, например, заморозки, происходит массовая гибель особей. Напротив, в благоприятной ситуации такая популяция может дать взрыв численности (саранча, грызуны).

В популяции со сложной возрастной структурой представлены все возрастные группы, одновременно живут несколько поколений. Так, в стадах слонов, например, есть и новорожденные, и подростки, и молодые крепнущие животные, и способные к размножению самцы и самки, и старые особи. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности. Экстремальные внешние условия могут изменить их возрастной состав за счет гибели наиболее слабых, но самые устойчивые возрастные группы выживают и затем восстанавливают структуру популяции.

Очевидно, что человек, рассматриваемый как биологический вид, имеет сложную структуру популяций.

Половые группировки внутри популяций формируются на базе различной морфологии (формы и строения тела) и экологии различных полов. Отличие самцов от самок затрагивает не только строение и функцию половой системы, но и морфологию в целом (рога у самцов и отсутствие их у самок; крылатые самцы и бескрылые самки у некоторых насекомых; яркое оперение самцов и скромное у самок, и т.д.). Часто встречается различие самцов и самок по характеру и виду пищи. Так, у многих комариных самцы питаются нектаром или соком растений, а самки — кровью жертв. Разный пищевой рацион самцов и самок имеет место у ряда млекопитающих, птиц, рыб.

Соотношение возрастных и половых групп, которые можно отнести к статическим показателям популяции, определяет многое в общей жизнеспособности и темпах роста популяции, является важной характеристикой ее структуры. Тщательный и постоянный анализ возрастного и полового состава популяций — главное условие для прогнозирования численности тех видов, которые человечество использует в дикой природе или с которыми вынуждено бороться.

Пространственная структура популяций. Пространство, которое занимает популяция, дает ей необходимые для жизни условия. Однако каждая конкретная территория способна прокормить лишь определенное число особей. При этом очевидно, что на степень использования доступных природных ресурсов влияет не только общая численность популяции, но и размещение особей в пространстве.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Изредка в природе встречается почти равномерное упорядоченное распределение особей на занимаемой территории, например в чистых зарослях некоторых растений. Однако в силу неоднородности занимаемого пространства, а также некоторых особенностей биологии видов чаще всего члены популяции распределяются в пространстве неравномерно. При этом существуют два крайних варианта неравномерного размещения членов популяции: 1) четко выраженная мозаичность с незанятым пространством между отдельными скоплениями особей (например, гнездовья грачей в рощах или парках); 2) распределение случайного, диффузного типа, когда члены популяции более или менее независимы друг от друга и обитают в относительно однородной для них среде (например, размещение мучных хрущаков в муке).

Отметим, что между указанными вариантами неравномерного размещения существует множество переходов. В то же время тип распределения в занимаемом пространстве в каждом конкретном случае оказывается приспособительным, поскольку позволяет оптимально использовать имеющиеся ресурсы.

Растения чаще всего распределены крайне неравномерно, образуя при этом более или менее изолированные группы, скопления, которые называются субпопуляциями. Они имеют отличия в числе особей, плотности, возрастной структуре и протяженности. Напротив, у животных, благодаря их подвижности, способы упорядочивания территориальных отношений более разнообразны по сравнению с растениями. При этом внутрипопуляционное распределение у высших животных регулируется системой инстинктов. Такие инстинкты, которые способствуют поддержанию размещения по территории отдельных особей или групп в популяциях, характерны для птиц, млекопитающих, пресмыкающихся, ряда рыб.

По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых.

Оседлые животные отличаются инстинктами привязанности к своему участку, стремлением вернуться на хорошо знакомую территорию (если произошло вынужденное переселение). Такое «чувство дома» получило название «хоминг» (от англ. home — дом). Яркий пример хоминга — занимание одной и той же парой скворцов «своего» скворечника в течение ряда лет.

Оседлому образу жизни присущи существенные биологические преимущества. В частности, на знакомой территории облегчается свободная ориентация, животное тратит меньше времени на поиски корма, быстрее находит укрытие от врага, а также может при необходимости создавать запасы пищи (белка, сурок, полевая мышь). В то же время оседлый образ жизни угрожает быстрым истощением пищевых ресурсов, если, например, плотность популяции становится чрезмерно высокой.

Даже в случае территориального обособления члены популяции поддерживают друг с другом определенную связь. Это обеспечивается при помощи системы различных сигналов и прямых контактов на границах владений.

Различают два типа активности территориального поведения животных: первый направлен на обеспечение собственного существования (поиск пищи, устройство убежищ и т.п.), второй — на установление отношений с соседями (мечение и охрана своих участков). При этом применяются разные способы для закрепления участка: от прямой агрессии по отношению к чужаку, до ритуального поведения, демонстрирующего угрозу, а также специальных сигналов и меток, которые свидетельствуют о занятости территории. Следует подчеркнуть, что прямая агрессия с нанесением конкуренту повреждений встречается весьма редко.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

На нейтральной территории агрессивный инстинкт угасает. Частичное перекрывание индивидуальных «владений» служит способом поддержания контактов между членами популяции. При этом соседи, как правило, поддерживают устойчивую обоюдовыгодную систему связей, например, совместную защиту от врагов, взаимное предупреждение об опасности (сороки в лесу).

Территориальное поведение животных особенно ярко выражено в период размножения. По его окончании у многих видов распределение по индивидуальным участкам сменяется групповым образом жизни с иным типом поведения. Так, после вылета птенцов большинство воробьиных птиц объединяются в стаи, которые совершают кочевки.

Для оседлых видов животных все варианты общей пространственной структуры популяций обычно сводятся к четырем основным типам: диффузному, мозаичному (рассмотрены ранее), пульсирующему и циклическому.

Для популяций, характеризующихся резкими колебаниями численности, характерен пульсирующий тип пространственной структуры. Известно, что в период резкого падения численности некоторые животные собираются на наиболее благоприятных для жизни участках. Так, например, полевки-экономки в лесостепи в засушливые годы заселяют в первую очередь заболоченные берега озер.

Циклический тип пространственной структуры популяций оседлых животных характеризуется закономерным попеременным использованием территории в течение года, например летом и зимой. При таком типе использования пространства сохраняется баланс между потреблением кормов и их ежегодным возобновлением.

Кочевой образ жизни имеет перед оседлым определенные преимущества. Прежде всего, кочевые животные не зависят от запасов корма на конкретной территории. Однако постоянные передвижения одиночных особей способствуют учащению гибели от хищников. Именно поэтому кочевой образ жизни, как правило, свойствен стадам и стаям. При этом территории перемещения многих видов могут быть весьма большими. Так, табуны зебр в Серенгети в период сухого сезона кочуют на участке в 400—600 км2. На данной территории имеются определенные места отдыха, пастьбы и водопоев, используемые регулярно в определенные сроки.

Многообразие конкретных форм проявления территориальных взаимоотношений животных ученые располагают в постепенно усложняющийся ряд. При этом система неперекрывающихся охраняемых участков оседлых особей — это самая простая пространственная структура популяций; более сложная — система перекрывающихся территорий, при которой усиливаются внутривидовые контакты. Наконец, групповое использование одних и тех же участков, возможное только на основе строго упорядоченных отношений внутри группы.

Этологическая структура популяции. Систему взаимоотношений между членами одной популяции называют этологической, или поведенческой структурой популяции.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Формы совместного существования особей в популяции весьма различны. Ниже рассмотрены наиболее характерные.

Одиночный образ жизни характерен для многих видов (например, ежи, сомы, щуки и т.д.), но лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Поэтому абсолютно одиночного существования организмов в природе не встречается, иначе погибли бы соответствующие популяции.

У видов с преимущественно одиночным образом жизни часто возникают временные скопления — в местах зимовок, а также в период перед размножением. Так, божьи коровки осенью образуют целые гроздья в сухой подстилке возле пней и комлей деревьев.

Проживание в группе себе подобных отражается на протекании многих физиологических процессов в организме животного. У искусственно изолированных особей заметно меняется уровень метаболизма (обмена веществ), быстрее тратятся резервные вещества, не проявляется целый ряд инстинктов и ухудшается общая жизнеспособность. Под эффектом группы понимают оптимизацию физиологических процессов, ведущую к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании.

Эффект группы проявляется как реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Так, у овец вне стада резко учащаются пульс и дыхание, а при виде приближающегося стада эти процессы нормализуются, и овца успокаивается. Известно также, что для выживания африканских слонов стадо должно состоять по крайней мере из 25 особей. Эффект группы состоит также в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышении средней продолжительности жизни индивидуума. В группах животные часто способны поддерживать оптимальную температуру (при скучивании, в гнездах, ульях). У многих животных вне группы не реализуется плодовитость. Так, голуби некоторых пород не откладывают яйца, если не видят других птиц. Достаточно поставить перед самкой зеркало, чтобы она приступила к яйцекладке.

Эффект группы не проявляется у видов, ведущих одиночный образ жизни. Если таких животных искусственно заставить жить вместе, у них повышается раздражительность, учащаются столкновения, повышаются энергозатраты на поддержание жизнедеятельности. Так, ушастые ежи в группе повышают потребление кислорода до 134% по сравнению с содержащимися в одиночестве.

Согласно В.А. Радкевичу, в явлениях эффекта группы и особенно фазовой изменчивости огромную роль играют гормональные механизмы. Так, особые эндокринные железы насекомых — прилежащие тела — вырабатывают гормон, который стимулирует и управляет переходом особи из одиночной фазы в стадную.

Биологи считают, что самое сильное проявление эффекта группы свойственно общественным насекомым (пчелам, муравьям, термитам). Не обладая способностью длительно существовать в одиночку (что заложено у них в генетической программе), эти насекомые выработали сложную систему сигнализации, которая способствует сохранению их особей во времени и пространстве.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Изложенное позволяет понять, почему предъявляются повышенные требования при формировании групп космонавтов, отрядов специального назначения, экипажей, которые должны длительно находиться в замкнутом пространстве, либо длительно общаться друг с другом. При удачном подборе в таком коллективе явно проявляется «эффект группы» и он успешно справляется с поставленной задачей.

Семейный образ жизни резко усиливает связи между родителями и их потомством. Известное проявление этого — забота одного из родителей об отложенных яйцах или кормление самцом самки. При этом заботы о птенцах продолжаются до поднятия их на крыло, а у ряда крупных млекопитающих (медведей, тигров) детеныши воспитываются в семейных группах в течение нескольких лет, до наступления их половой зрелости. В зависимости от того, кто из родителей берет на себя уход за потомством, различают семьи отцовского, материнского и смешанного типа. Отметим, что в семьях с устойчивым образованием пар обычно оба родителя принимают участие в охране и выкармливании молодняка.

При семейном образе жизни территориальное поведение животных выражено наиболее ярко. Присущие ему различные сигналы, маркировка, ритуальные формы угрозы и даже прямая угроза (часто со стороны и самца и самки) обеспечивают владение участком, размеры и пищевая емкость которого достаточна для выкармливания потомства.

Колония. Будучи групповым поселением оседлых животных, она может существовать как длительно, так и возникать лишь на период размножения (грачи, чайки, гагары и т.п.).

Значительно более сложная форма колонии — поселения животных, в которых отдельные их жизненные функции выполняются сообща. Это в свою очередь повышает вероятность выживания отдельных особей. Так, тревога, поднятая любой заметившей хищника птицей, мобилизует остальных и им сообща удается его отогнать.

Некоторые общественные насекомые — пчелы, муравьи, термиты организуют весьма сложные колонии — семьи. Здесь насекомые выполняют сообща много основных функций: защиты, размножения, обеспечения кормом себя и потомства, строительства и т.п., для чего осуществляют обязательное разделение труда и специализацию отдельных особей, в том числе разных возрастных групп. При этом члены колонии постоянно обмениваются информацией друг с другом.

Характерно, что по мере усложнения колониального объединения поведение, а иногда даже физиология и строение отдельной особи все в большей степени подчиняются интересам всей колонии.

Стая. Это временное объединение животных одного вида (насекомых, птиц, рыб, реже млекопитающих и др.), связанное с общностью места обитания или размножения. Стайность облегчает выполнение каких-либо функций в жизни вида, например, защиты от врагов, добычи пищи, миграции.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Исходя из способа координации действий, стаи подразделяются на два вида: 1) без выраженного лидера (обычно у рыб); 2) с лидерами, на которых ориентируются остальные особи (стаи крупных птиц и млекопитающих, например волков). Волчьи стаи образуются зимой для групповой охоты. В этом случае зверям удается справиться с крупными копытными (например взрослым лосем), охота на которых в одиночку часто заканчивается гибелью самого хищника. В процессе групповой охоты вожак стаи «организует» засады, захват жертвы в кольцо и другие действия, что требует согласованности и координации действий всех членов стаи.

Стадо — это группа диких или домашних животных одного вида, обитающая на какой-либо территории (например, стадо оленей) или акватории. В стаде осуществляются все основные функции жизни: добывание корма, защита от хищников, миграции, размножение, воспитание молодняка и т.п. При этом основу группового поведения животных в стадах составляют взаимоотношения доминирования (главенства) — подчинения, которые обусловлены индивидуальными различиями между особями.

Иерархически организованному стаду свойствен закономерный порядок перемещения, определенная организация при защите, расположении на местах отдыха и т.п. Так, при передвижении стада павианов в центре, в наибольшей безопасности, находятся самки с детенышами или беременные, по краям вожаки, молодые самцы и неразмножающиеся самки. Впереди и позади стада располагаются крупные самцы, готовые отразить нападение хищника.

В биологическом аспекте смысл иерархической системы «доминирования-подчинения» заключается в создании согласованного поведения группы, которое выгодно для всех ее членов. Осуществив своеобразную «расстановку сил», животные уже не тратят лишней энергии на конфликты между отдельными особями, а группа в целом получает преимущества, подчиняясь наиболее сильным и опытным индивидуумам. Конечно, в экстремальных условиях (например, при отсутствии кормов), гибнут в первую очередь более слабые, подчиненные особи, но тем не менее под защитой группы они все же имеют больше шансов выжить, нежели в одиночку.

Внутривидовая конкуренция. В этом случае между особями сохраняется солидарность, так что они в состоянии размножаться и обеспечивать таким образом передачу свойственных популяции наследственных свойств. Очевидно, что внутривидовая конкуренция в корне отличается от межвидовой.

Внутривидовая конкуренция проявляется, например, в территориальном поведении, когда животное защищает место своего гнездования и известную площадь в его округе. Так, в период размножения самец колюшки охраняет определенную территорию, на которую, кроме своей самки, не допускает ни одной особи своего вида.

Другим проявлением внутривидовой конкуренции выступает существование социальной иерархии, которая характеризуется наличием особей доминирующих и подчиненных. У растений конкуренция касается главным образом света и воды. В первом случае растения при слишком большой густоте затеняют друг друга, что приводит к гибели их значительного числа. У деревьев формируется различный вид в зависимости от того, растут ли они в лесу или отдельно от других деревьев.

В ряде случаев внутривидовая конкуренция может приводить к дифференциации вида, когда последний распадается на несколько популяций, занимающих разные территории. Так, у саванной овсянки один экологический подвид размещается на прибрежных солончаках, другой — на сухих холмах.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

У представителей одного и того же вида животных встречается и такое редкое явление, как каннибализм, т.е. поедание себе подобных. Он наиболее развит у хищных рыб — щук, окуней, трески, наваги и др. В условиях обостренной конкуренции за пищу или воду каннибализм проявляется подчас и у нехищных животных. Например, личинки майского жука, которые помещены в сухую почву, могут поедать друг друга.

Паразитирование на себе подобных, т.е. внутривидовой паразитизм, встречается нечасто, оно характеризует в основном отношения разных полов. Так, самки глубоководных рыб-удильщиков носят на себе значительно более мелких самцов, которые прирастают ртом к их телу и питаются как паразиты. Внутривидовой паразитизм имеет приспособительное значение, поскольку наличие «карманных» самцов исключает необходимость затраты энергии на встречу полов, а также снижает остроту конкуренции из-за пищи в условиях общего недостатка кормов на больших глубинах.

5. Динамика популяций

Динамика популяции — это процессы изменений ее основных биологических показателей во времени. При этом особое значение в изучении этой динамики придается изменениям численности особей, биомассы и популяционной структуры. Динамика популяции — одно из наиболее значимых биологических и экологических явлений. Образно говоря, жизнь популяции проявляется в ее динамике.

Модели динамики и роста популяции. Любая популяция способна (теоретически) к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды абиотического (прежде всего климат) и биотического (конкуренция, хищники, паразиты, болезни) происхождения. В таком случае, конечно, гипотетическом, скорость роста популяции будет определяться величиной ранее упоминавшегося биотического или репродуктивного потенциала.

Значение биотического потенциала чрезвычайно различается у разных видов. Так, самка косули способна произвести за жизнь 10—15 козлят, а луна-рыба откладывает до 3 млрд икринок.

В природе, однако, рост численности популяций любого вида никогда не бывает бесконечным, поскольку ресурсы, за счет которых существуют виды, на любой территории имеют пределы. Эти пределы называют емкостью среды для конкретных популяций. Например, еловый лес — более емкая среда для белок, нежели смешанный, с березами, поскольку основная пища этих зверьков — семена шишек.

Модель динамики численности популяции при ограниченных (лимитированных) ресурсах предложили Р. Пирл и А. Ферхюльст.

Наиболее сильно сопротивление среды действует на молодые особи, больше других страдающие от нападения хищников, болезней, недостатка воды и пищи или других неблагоприятных условий. Оно снижает темпы пополнения популяции, хотя скорость размножения может остаться прежней. При более суровых условиях гибнет и часть взрослых особей. Таким образом, рост, снижение или постоянство численности популяции зависит от соотношения между биотическим потенциалом (прибавлением особей) и сопротивлением среды (гибелью особей).

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Уравнение Пирла—Ферхюльста лежит в основе практически всех математических моделей конкуренции, хищничества, симбиоза. Оно описывает наиболее реальный и универсальный тип роста популяций микроорганизмов, животных, растений и человека.

В природе характерные типы роста популяций могут иметь место, когда тех или иных животных вселяют в незанятые области или они сами распространяются в новые районы. Так, самовселение некоторых представителей морской фауны рыб (тюльки, например) можно наблюдать в водохранилищах Волги, Камы, Днепра, где их численность достигла крупных размеров.  Экспоненциальная кривая отражает рост популяций некоторых микроорганизмов (грибковые дрожжи, отдельные виды микроскопических водорослей). Можно сделать вывод, что чем крупнее организмы, тем ближе к логистическому типу характер роста плотности их популяций.

Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Популяция приспосабливается к изменениям условий среды обитания путем обновления и замещения особей. Последние появляются в популяции вследствие рождения и иммиграции (вселения пришельцев), а исчезают в результате смерти и эмифации. Если интенсивности рождаемости и смертности сбалансированы, то формируется стабильная популяция, и ее численность и ареал обитания сохраняются на одном уровне. Однако в природе нет ни одной популяции, сохраняющейся неизменной на протяжении более или менее длительного периода.

Во многих случаях имеет место превышение, подчас существенное, рождаемости над смертностью; тогда численность популяции растет, иногда так быстро, что может наступить вспышка массового размножения. В качестве примера такой растущей популяции может служить колорадский жук, который за относительно короткий период пересек Атлантический океан, быстро расселился во Франции, достиг Украины, Беларуси и занял значительные территории России.

Однако при чрезмерном развитии популяции ухудшаются условия существования, что вызывается ее переуплотнением. Согласно правилу пищевой корреляции (Уинни—Эдварде), в ходе эволюции сохраняются только те популяции, скорость размножения которых скоррелирована с количеством пищевых ресурсов среды их обитания. Отступление от этого правила ведет к тому, что популяция остается без пищи и вымирает или снижает темпы размножения, т.е. она становится сокращающейся.

С другой стороны, согласно принципу В. Олли, агрегация (скопление) особей, как правило, усиливает конкурентную борьбу между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышению способности группы в целом к выживанию. Отсюда вытекает, что как «перенаселение» (т.е. повышенная агрегация особей), так и «недоселенность» (отсутствие агрегации) могут быть лимитирующим фактором.

Необходимо подчеркнуть, что безгранично популяция сокращаться не может. При достижении определенной численности популяции смертность начинает падать, а плодовитость — повышаться. В определенный момент времени интенсивность смертности и рождаемости выравнивается, популяция переходит в стабильное состояние, а после становится растущей.

Гомеостаз популяции. В природных условиях численность популяций испытывает постоянные колебания, их амплитуда и период зависят от особенностей вида и от условий среды обитания. Так, у многих крупных позвоночных численность обычно колеблется в несколько раз, в популяциях насекомых — в 40—50 раз, а в особо благоприятных условиях возникают резкие вспышки численности, когда она возрастает в миллионы раз (саранча).

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Кроме указанных нерегулярных колебаний у ряда организмов выявлены периодические колебания численности с относительно постоянной длительностью цикла, например связанные с периодическими колебаниями активности Солнца.

Н.В. Тимофеев-Ресовский ввел в 1928 г. термин «популяционные волны» для обозначения колебаний численности особей популяции, которые возникают под влиянием различных факторов биотической и абиотической среды. Будучи характерными для всех видов, популяционные волны (или «волны жизни») имеют определенное эволюционное значение, поскольку при резком сокращении численности какой-либо популяции среди оставшихся в живых особей могут оказаться редкие генотипы. В дальнейшем восстановление численности данной популяции будет идти за счет выживших особей, что приведет к изменению частот генов, а значит, и генофонда.

Факторы, которые влияют на численность популяции, разделяют на не зависящие и зависящие от ее плотности. Установлено, что к первым относятся прежде всего абиотические факторы. Продолжительная засуха, суровая зима, ураган и т.п. могут способствовать резкому снижению численности самых разных популяций, причем независимо от их первоначальной плотности.

К зависящим от плотности относится подавляющее большинство биотических факторов (конкуренция, хищники, обеспеченность кормом, инфекции и др.). Здесь имеет место в ряде случаев монотонная зависимость: с повышением плотности популяции сильнее влияют указанные факторы. Так, чем выше плотность популяции растений, тем сильнее они затеняют друг друга. Однако зависимость от плотности может быть и более сложной.

Еще пример, связанный с внутривидовой регуляцией численности. Ученые обнаружили, что даже у таких медленно размножающихся животных, как африканские слоны, прослеживается связь особенностей размножения с численностью и плотностью популяций. Так, в некоторых заповедниках африканского континента, где насчитывалось по 2—3 особи на площади 2,5 м2, интервалы между родами у слоних составляли около трех лет, а возраст достижения молодыми половой зрелости — около 12 лет. После принятия более эффективных мер по охране слонов численность их возросла до 6—7 на ту же площадь. Однако самки стали приносить детенышей раз в 5—6 лет, а молодые стали размножаться только в 18 лет.

Особенностью зависящих от плотности факторов является то, что их воздействие обычно сглаживает колебания численности, способствуя при возрастании плотности популяций возвращению ее к среднему уровню. Следовательно, эти факторы действуют как еще один механизм регуляции численности, который способствует поддержанию ее на определенном уровне.

Способность популяции поддерживать определенную численность своих особей называется гомеостазом популяции. В основе этого важнейшего, эволюционно приобретенного свойства лежат изменения физиологических особенностей, роста, поведения каждой особи в ответ на увеличение или уменьшение числа членов популяции, к которой эта особь принадлежит.

Механизмы популяционного гомеостаза определяются экологической спецификой вида, его подвижностью, степенью воздействия хищников, паразитов и др. У одних видов они могут проявляться в жесткой форме, что приводит к гибели избытка особей, у других — в смягченной, например в понижении плодовитости на основе условных рефлексов.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Примером жестких форм внутривидовой конкуренции может служить явление самоизлечивания у растений: при чрезмерной густоте всходов часть растений неминуемо погибает из-за угнетения физиологически более сильными соседями. У животных жесткие формы регуляции плотности популяций проявляются обычно лишь в тех случаях, когда запасы пищи, воды или других ресурсов резко ограничены, а животные либо не способны в данной период к поискам ресурсов на другой территории, либо эти поиски неэффективны. Так, популяции окуня могут поддерживать свою жизнедеятельность и регулировать плотность за счет питания взрослых особей собственными мальками.

Любопытно, что среди механизмов, которые задерживают рост популяций, у многих видов существенное значение имеют химические взаимодействия особей. Так, крупные головастики, выделяя в воду частицы белковой природы, способны тем самым задерживать рост других, более мелких головастиков. При этом одна крупная особь может задержать рост всех других в 75-литровом аквариуме.

Вышеприведенные примеры взаимодействия между членами популяции (от «жестких» форм — прямого уничтожения одной особью другой — до снижения воспроизводительных способностей как условного рефлекса на повышение частоты контактов) есть разные формы ограничения роста популяций. Такие тормозящие механизмы включаются с тем, чтобы не допустить полного истощения ресурсов среды; это ответ на появление сигналов, свидетельствующих об угрозе перенаселения.

Итак, можно утверждать, что регуляция численности видов в природе обеспечивается, как правило, множественными связями. Удобно проследить это на примере насекомых. При умеренных темпах размножения численность популяции сдерживается многоядными хищниками (птицами, пауками, другими насекомыми и т.д.). Однако с увеличением скорости роста, когда вышеуказанные хищники- регуляторы уже не успевают выедать прирост, возрастает влияние специализированных по видам паразитов и наездников, которым при повышении численности хозяев легче находить их яйца и личинки. Когда и паразиты «не успевают» за бурным размножением популяции, создается в конечном итоге такая высокая плотность, при которой резко возрастает вероятность распространения инфекционных заболеваний. При еще более высокой плотности вступает в силу внутривидовая конкуренция, которая может принять крайне острый характер, вплоть до взаимного уничтожения (вспомните известное выражение «пауки в банке»).

Вышеизложенное говорит о том, что популяции присуще важнейшее свойство — саморегуляция. Она осуществляется действующими в природе двумя взаимно уравновешивающимися буферными силами: способностью к размножению и зависящей от плотности популяции реакции, напротив, ограничивающей воспроизводство.

В последнее время установлено, что важным механизмом регуляции численности, который срабатывает в переуплотненной популяции, является уже упоминавшаяся ранее стресс-реакция. При воздействии на популяцию какого-то сильного раздражителя, она отвечает на него неспецифической реакцией, называемой стрессом. Многообразие живой природы порождает и много форм стресса: антропическнй (возникает под воздействием человека); нервно-психический (имеет место при несовместимости индивидуумов в группе или в результате переуплотнения популяции); тепловой; шумовой и др. Так, в результате переуплотнения популяции у отдельных особей возникают существенные физиологические изменения, приводящие к резкому сокращению рождаемости и увеличению смертности. У млекопитающих такое явление носит название стресс-синдрома. В стрессовом состоянии некоторые животные становятся настолько агрессивными, что у них почти полностью прекращается размножение. У самок часто нарушается овуляция, подчас происходит рассасывание эмбрионов, гаснет инстинкт заботы о потомстве. Тем не менее важно подчеркнуть, что даже чрезвычайно высокая плотность или смертность не вызывают резких нарушений в структуре популяции. Этим гарантируется восстановление численности популяции в пределах оптимума в относительно короткие сроки.

Заключение

В основе эволюции живых организмов ле­жит естественный отбор, действующий на видовом или более низких уровнях. Но естественный отбор играет так­же важную роль и на уровне экосистем. Его можно под­разделить на взаимный отбор зависящих друг от друга автотрофов и гетеротрофов (коэволюция) и групповой отбор, который ведет к сохранению признаков, благопри­ятных для экосистемы в целом, даже если они неблаго­приятны для конкретных носителей этих признаков.

В самом широком смысле коэволюция означает совме­стную эволюцию двух (или более) таксонов, которые объ­единены тесными экологическими связями, но которые не обмениваются генами. Естественный отбор, действу­ющий в популяции хищников, будет постоянно увеличи­вать эффективность поиска, ловли и поедания добычи. Но в ответ на это в популяции жертвы совершенствуют­ся приспособления, позволяющие особям избежать по­имки и уничтожения. Следовательно, в процессе эволю­ции взаимоотношений «хищник-жертва» жертва действу­ет так, чтобы освободиться от взаимодействия, а хищник—так, чтобы постоянно его поддерживать.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Существуют бесчисленные способы, позволяющие жерт­вам противостоять давлению хищников. Их можно свести к следующим категориям: защитное поведение (бегство, затаивание, использование убежищ и т. п.), защитная форма и окраска (покровительственная, отпугивающая, предупрежда­ющая, мимикрия), несъедобность или ядовитость (обычно в сочетании с предупреждающей окраской), родительское и социальное поведение (защита потомства, предупреждающие сигналы, совместная защита группы и т. п.). Защитные сред­ства растений включают: жесткие листья, шипы и колючки, ядовитость, репеллентные и ингибирующие питание живот­ных вещества.

Хищники и другие «эксплуататоры» имеют не менее изощ­ренные способы настигнуть жертву. Вспомним, например, общественное охотничье поведение львов и волков, загнутые ядовитые зубы змей, длинные липкие языки лягушек, жаб и ящериц, а также пауков и их паутину, глубоководную рыбу-удильщика или удавов, которые душат свои жертвы.

Список использованных источников

1. Электронный источник — http://ecodelo.org/1398-1_populyatsionnaya_ekologiya_kharakteristiki_populyatsii-ekologiya_10_11_klassy
2. Электронный источник — http://testent.ru/publ/studenty/ehkologija_i_ustojchivoe_razvitie/demehkologija_ehkologija_populjacij/34-1-0-968
3. Электронный источник — http://b-energy.ru/biblioteka/ekologiya-konspekt-lekcii/239-ekologiya-populyacii-.html
4. Электронный источник — http://ecology-education.ru/index.php?action=full&id=361

Понятие популяции

Популяция
– это совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории,
свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от
других популяций. Популяция обладает только ей присущими особенностями:
численностью, плотностью, пространственным распределением особей.

Популяции могут
занимать: разные по размеру площади и условиям обитания в пределах
местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку
выделяют три типа популяций:

1.      элементарную

2.     
экологическую

3.      географическую

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

Экологическая популяция
– это совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки,
приуроченные к конкретным биоценозам. Обмен генетической информацией между ними
происходит достаточно часто.

Географическая
популяция – это 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, выделяются подвиды.

Популяции
характеризуются такими показателями:

1.      численность;

2.     
плотность – численность популяции,
приходящаяся на единицу площади;

3.     
рождаемость;

4.     
смертность;

5.     
возрастная структура;

6.      распределение
в пространстве;

Одной из главных
характеристик популяции является её плотность – величина по отношению к единице
пространства (площади или объёму). Эту величину можно определить либо по числу
особей, либо по биомассе популяции, т. е. суммарной массе всех составляющих её
организмов. В зависимости от различных экологических факторов плотность может
меняться, никогда при этом не выходя за определённые пределы. Так, в лесу может
жить в среднем 100 птиц на 1 га и 20 тыс. почвенных членистоногих на 1 м2,
но никогда не бывает 20 тыс. птиц на 1 м2 и всего 100 членистоногих
на 1 га. Изменение плотности популяции может быть монотонным или периодическим.
При монотонном росте численность популяции и её плотность либо непрерывно
растут, если условия существования благоприятны, пока не достигнут максимальной
величины, либо непрерывно снижаются в результате ухудшения условий
существования, что в конечном счёте может привести к гибели популяции.

Динамика численности
популяции зависит от соотношения рождаемости и смертности в ней. Рождаемость
отражает способность популяции к увеличению и характеризует появление новых
особей. Максимальная (абсолютная) рождаемость – это образование максимально
возможного числа новых особей в идеальных условиях, когда отсутствуют
лимитирующие факторы среды. Эта характеристика связана только с
физиологическими возможностями организма. Понятие «экологическая рождаемость»
(или просто рождаемость) означает увеличение популяции в конкретных
экологических условиях и отражает реальный прирост численности популяции.
Смертность характеризует гибель особей в популяции. Точно так же, как и
рождаемость, смертность может быть экологической, определяющей гибель особей в
данных условиях среды, и минимальной, которая проявляется в идеальных условиях
и зависит только от естественной продолжительности жизни данного вида.

Важной
характеристикой популяции является её возрастная структура. Она отражает
соотношение различных возрастных групп в популяции, следовательно, определяет
её способность к размножению в данный момент и показывает, что можно ожидать от
этой популяции в будущем. Нужно, однако, обратить внимание на то, что
возрастная структура популяции не всегда непосредственно связана с соотношением
рождаемости и смертности. Дело в том, что каждое животное проходит через
возрастные периоды, когда оно ещё не способно размножаться, когда оно способно
размножаться и когда оно уже не способно размножаться. Соотношение этих
периодов у разных видов может быть различным. Так, если у человека они примерно
равны между собой, то некоторые насекомые проводят подавляющую часть своей
жизни в состоянии личинки, которая не может размножаться. Например, насекомое
подёнка живёт в личиночном состоянии до трёх лет, а во взрослом, когда она
может летать и размножаться, – всего несколько дней. Поэтому при рассмотрении
возрастной структуры популяции надо учитывать продолжительность возрастных
периодов у данного вида животных.

Заключение

В основе эволюции
живых организмов лежит естественный отбор, действующий на видовом или более низких
уровнях. Но естественный отбор играет также важную роль и на уровне экосистем.
Его можно подразделить на взаимный отбор зависящих друг от друга автотрофов и
гетеротрофов (коэволюция) и групповой отбор, который ведет к сохранению
признаков, благоприятных для экосистемы в целом, даже если они неблагоприятны
для конкретных носителей этих признаков. В самом широком смысле коэволюция
означает совместную эволюцию двух (или более) таксонов, которые объединены
тесными экологическими связями, но которые не обмениваются генами. Естественный
отбор, действующий в популяции хищников, будет постоянно увеличивать
эффективность поиска, ловли и поедания добычи. Но в ответ на это в популяции
жертвы совершенствуются приспособления, позволяющие особям избежать поимки и уничтожения.
Следовательно, в процессе эволюции взаимоотношений «хищник-жертва» жертва
действует так, чтобы освободиться от взаимодействия, а хищник—так, чтобы
постоянно его поддерживать. Существуют бесчисленные способы, позволяющие
жертвам противостоять давлению хищников. Их можно свести к следующим
категориям: защитное поведение (бегство, затаивание, использование убежищ и т.
п.), защитная форма и окраска (покровительственная, отпугивающая,
предупреждающая, мимикрия), несъедобность или ядовитость (обычно в сочетании с
предупреждающей окраской), родительское и социальное поведение (защита
потомства, предупреждающие сигналы, совместная защита группы и т. п.). Защитные
средства растений включают: жесткие листья, шипы и колючки, ядовитость,
репеллентные и ингибирующие питание животных вещества.

Список
использованной литературы

1.      Коробкин
В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов н /Д: изд-во «Феникс», 2001 – 576 с.

2.     
Краткий курс общей экологии, А.К.
Бродский, СПб, «ДЕАН», 1999

3.     
Радкевич В.А.. Экология. Краткий курс.
Мн., «Вышэйш. школа», 1997. – 304 с.

4.     
Степановских А.С. Экология: Учебник для
вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 703 с.

5.     
Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и
мед. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1997. – 512 с.

6.      Экологическое
право, Б.В. Ерофеев, Москва, «НОВЫЙ ЮРИСТ», 1998

Экология популяций

Экология популяций

Балина Светлана

Основное понятие экологии – экосистема (термин
А.Тенсли, 1935): любое сообщество живых существ и среды их обитания,
объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистем –
способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним
воздействиям, производить биологическую продукцию. Экосистемы бывают различного
ранга: от микро- (небольшой водоем) до глобальной (биосфера в целом).

Синоним – биогеоценоз (термин В.Н.Сукачева); обычно
относится к сухопутным природным системам с фитоценозом (растительным
сообществом) в качестве основного звена. Элементарный биогеоценоз – имеет
однородные совокупности живых организмов (фито- и зооценоз) и однородные
условия среды обитания (почвы, гидрологические условия, микроклимат).

Экосистемы (биогеоценозы) состоят из 2 блоков:
биоценоза (взаимосвязанных организмов разных видов) и биотопа (экотопа) – среды
обитания. Рис.1. Схема биогеоценоза (экосистемы) по В.Н. Сукачеву.

1. Определение популяции

Виды организмов входят в  биоценоз не отдельными особями, а популяциями
или их частями.

Популяция – это часть вида (состоит из особей одного
вида), занимающая относительно однородное пространство и способная к
саморегулированию и поддержанию определенной численности. Каждый вид в пределах
занимаемой территории распадается на популяции.

Если рассматривать воздействие факторов среды обитания
на отдельно взятый организм, то при определенном уровне фактора (например,
температуры) исследуемая особь либо выживет, либо погибнет. Картина меняется
при изучении воздействия того же фактора на группу организмов одного вида. Одни
особи погибнут или снизят жизненную активность при одной конкретной
температуре, другие – при более низкой, третьи – при более высокой.

Поэтому можно дать еще одно определение популяции: все
живые организмы, для того чтобы выжить и дать потомство, должны в условиях
динамичных режимов экологических факторов существовать в виде группировок, или
популяций, т.е. совокупности совместно обитающих особей, обладающих сходной
наследственностью.

Важнейшим признаком популяции является занимаемая ею
общая территория. Но в пределах популяции могут быть более или менее
изолированные по разным причинам группировки. Поэтому дать исчерпывающее
определение популяции затруднительно из-за размытости границ между отдельными
группами особей.

Каждый вид состоит из одной или нескольких популяций,
и популяция, таким образом, – это форма существования вида, его наименьшая
эволюционирующая единица.

2. Критические значения численности популяции

Для популяций различных видов существуют допустимые
пределы снижения численности особей, за которыми существование популяции
становится невозможным. Точных данных о критических значениях численности
популяций в литературе нет. Приводимые значения разноречивы.

Остается, однако, несомненным факт, что чем мельче
особи, тем выше критические значения их численности. Для микроорганизмов это
миллионы особей, для насекомых – десятки и сотни тысяч, а для крупных млекопитающих
– несколько десятков.

Численность не должна уменьшаться ниже пределов, за
которыми резко снижается вероятность встречи половых партнеров. Критическая
численность также зависит от других факторов. Например, для некоторых
организмов специфичен групповой образ жизни (колонии, стаи, стада). Группы
внутри популяции относительно обособлены. Могут иметь место такие случаи, когда
численность популяции в целом еще достаточно велика, а численность отдельных
групп уменьшена ниже критических пределов. Например, колония (группа)
перуанского баклана должна иметь численность не менее 10 тыс. особей, а стадо
северных оленей – 300 – 400 голов.

3.
Возрастная структура популяций

Для понимания механизмов функционирования и решения
вопросов использования популяций большое значение имеют сведения об их
структуре.

Различают половую, возрастную, территориальную и
другие виды структуры. В теоретическом и прикладном планах наиболее важны
данные о возрастной структуре – соотношение особей (часто объединенных в
группы) различных возрастов.

У животных выделяют следующие возрастные группы:

ювенильная группа (детская)

сенильная группа (старческая, не участвующая в
воспроизводстве)

взрослая группа (особи, осуществляющие репродукцию)

Обычно наибольшей жизнеспособностью отличаются
нормальные популяции, в которых все возраста представлены относительно
равномерно. В регрессивной (вымирающей) популяции преобладают старческие особи,
что свидетельствует о наличии отрицательных факторов, нарушающих
воспроизводительные функции. Требуются срочные меры по выявлению и устранению
причин такого состояния. Внедряющиеся (инвазионные) популяции  представлены в основном молодыми особями.
Жизненность их обычно не вызывает опасений, но велика вероятность вспышек
чрезмерно высокой численности особей, поскольку в таких популяциях не
сформировались трофические и другие связи. Особенно опасно, если это популяция
видов, ранее отсутствовавших на данной территории. В таком случае популяции
обычно находят и занимают свободную экологическую нишу и реализуют свой
потенциал размножения, интенсивно увеличивая численность.

Если популяция находится в нормальном или близком к
нормальному состоянии, человек может изымать из нее количество особей (у
животных) или биомассу (у растений), которая прирастает за промежуток времени
между изъятиями. Изыматься должны прежде всего особи послепродуктивного
возраста (окончившие размножение). Если преследуется цель получения
определенного продукта, то возраст, пол и другие характеристики популяций
корректируются с учетом поставленной задачи.

Эксплуатация популяций растительных сообществ (напр.,
для получения древесины), обычно приурочивается к периоду возрастного
замедления прироста (накопления продукции). Этот период обычно совпадает с
максимальным накоплением древесной массы на единице площади.

4. Половая структура популяций

Популяции свойственно также определенное соотношение
полов, причем соотношение самцов и самок не равно 1:1. Известны случаи резкого
преобладания того или иного пола, чередование поколений с отсутствием самцов.

5. Пространственная структура популяций

Каждая популяция может иметь и сложную
пространственную структуру (рис.2), подразделяясь на более или менее крупные
иерархические группы – от географической до элементарной (микропопуляции).

Рис.3. Пространственные подразделения популяций.

1- ареал вида; 2- географическая популяция; 3-
экологическая, или местная популяция; 4- микропопуляция
(элементарная)

6.
Динамика популяций. Типы роста.

Важнейшее свойство популяций – динамика свойственной
им численности особей и механизмы ее регулирования. Любое значительное
отклонение численности особей в популяциях от оптимальной приводит к
отрицательным последствиям для ее существования. Популяции обычно имеют
адаптационные механизмы, способствующие снижению численности (если она
значительно превышает оптимальную) или ее восстановлению (при уменьшении ниже
оптимальных значений).

Каждой популяции свойствен биотический потенциал
(теоретически возможное потомство от одной пары особей при реализации
способности организмов увеличивать численность в геометрической прогрессии).
Обычно биотический потенциал тем выше, чем ниже уровень организации организмов.
Так, дрожжевые клетки, размножающиеся простым делением, при наличии условий для
реализации биотического потенциала могли бы освоить все пространство земного
шара за несколько часов; гриб дождевик, приносящий до 7,5 млрд. спор, уже во
втором поколении освоил бы весь земной шар. Крупным организмам с низким потенциалом
размножения потребовалось бы для этого несколько десятилетий или столетий.

Однако биотический потенциал реализуется организмами
со значительной степенью полноты только в отдельных случаях и в течение
коротких промежутков времени. Например, если быстроразмножающиеся организмы
осваивают какой-либо субстрат или среду, где нет конкурентов (при освоении
экскрементов крупных животных насекомыми, размножение микроорганизмов в богатых
нутриентами средах, например в эвтрофированных водоемах).

В этом случае увеличение численности идет по
J-образной экспоненциальной кривой. Близкий к экспоненциальному тип роста
характерен в настоящее время для популяции человека. Он обусловлен прежде всего
резким снижением смертности в детском возрасте. Для человека характерна кривая
выживаемости потомства первого типа (рис. 3).

Рис.3. Экспоненциальная (А) и логистическая (Б) кривые
роста популяций

Для большинства популяций и видов выживаемость
характеризуется кривой второго типа, которая отражает высокую смертность
молодых особей или их зачатков (яйца, икринки, споры, семена). При таком типе
выживаемости (смертности) численность популяции обычно выражается S-образной
логистической кривой (см. рис. 3). Но и в этом случае  существуют значительные периодические
колебания численности: сезонные (у многих насекомых), взрывные (у некоторых
грызунов – леммингов, белок) или постепенные (у крупных млекопитающих).
Численность при этом существенно отклоняется: у насекомых в 107 – 108 раз, у
позвоночных животных (напр., грызунов) – в 105 – 106 раз.

Периоды резкого изменения численности носят название
“популяционных волн”, “волн жизни”, “волн
численности”. Причины таких колебаний до конца неясны. В одних случаях их
связывают с пищевым фактором, в других – с погодными (климатическими) явлениями
(например, для леммингов – с количеством тепла, приносимого Гольфстримом), в
третьих – с солнечной активностью или комплексом взаимосвязанных факторов (что
наиболее вероятно).

Резкие колебания численности обычно отрицательно
влияют на жизнь популяций: высокая численность приводит к ослаблению всех
особей из-за недостатка пищи, самоотравления среды, возможных массовых
заболеваний; низкая численность – превышает порог ее минимальных значений.

7. Модифицирующие и регулирующие факторы

Выделяется динамика популяций независимая от плотности
(численности) ее особей (экспоненциальная кривая роста) и зависимая от
плотности (логистическая кривая). Соответственно различаются и механизмы
(факторы), влияющие на плотность (численность) особей. При независимом от
плотности типе изменения численности обусловливаются в основном абиотическими
модифицирующими факторами (погодные явления, наличие пищи, различного рода
катастрофы), способными обеспечивать условия как для неограниченного (пусть кратковременного)
роста популяций, так и для снижения их численности до нулевой. Зависимая от
плотности динамика популяций обеспечивается биотическими регулирующими
факторами, работающими по принципу обратной отрицательной связи: чем
значительнее численность, тем сильнее работа механизмов по ее снижению, и
наоборот – при низкой численности сила этих механизмов ослабевает и создаются
условия для более полной реализации биотического потенциала. Факторы такого
типа лежат в основе популяционного гомеостаза, обеспечивающего поддержание
численности в определенных границах значений.

К числу регулирующих факторов относится, в частности,
взаимоотношение организмов типа «хищник – жертва». (высокая численность жертвы
создает пищевые условия для размножения хищника. Последний, увеличив
численность, снижает количество жертвы. В результате численность обоих видов
синхронно колеблется). Регулирующие факторы, в отличие от модифицирующих,
никогда не доводят численность популяций до нулевых значений вследствие того,
что сила их действия уменьшается по мере уменьшения численности популяций.

Действие регулирующих факторов можно рассматривать на
уровне межвидовых и внутривидовых (внутрипопуляционных) взаимоотношений
организмов. К межвидовым механизмам гомеостаза относятся  взаимоотношения типа «хищник – жертва»,
«паразит – хозяин» (высокая численность создает условия для увеличения
количества паразитов и паразитарных заболеваний в результате скученности и
ослабления организмов). К межвидовым механизмам относится также конкуренция, острота
которой находится в прямой зависимости от численности организмов.

8. Конкуренция и гомеостаз

Конкуренция лежит и в основе внутрипопуляционного
гомеостаза. Она может проявляться в жестких и смягченных формах. Жесткие формы
обычно заканчиваются гибелью части особей. В растительном мире это проявляется
в самоизреживании фитоценозов. Напр., на стации всходов и молодых растений в
лесных сообществах на одном гектаре насчитывается до нескольких сотен тысяч
древесных растений. К возрасту спелости (100 – 120 лет для хвойных и 50 – 70
лет для лиственных) число экземпляров обычно не превышает 1000 на 1 га.
Остальные погибают в результате острой конкурентной борьбы. В результате этого
процесса  освобождается пространство для
остающихся более сильных особей; ослабленные и погибающие особи выполняют
положительную роль для сохранения популяции через включение в процессы
круговорота, обогащение почвы минеральными веществами и гумусом.

В животном мире результат острой внутривидовой борьбы
проявляется часто в форме каннибализма (поедания себе подобных), что обычно
среди хищников. Например, взрослые окуни при высокой численности популяции,
особенно в небольших водоемах, начинают питаться мальками своего вида.
Каннибализм характерен также для некоторых грызунов, личинок насекомых,
особенно в ограниченном пространстве.

Смягченные формы внутривидовой конкуренции проявляются
обычно через ослабление части особей, выключения их из процессов размножения.
Случаи гибели особей при таких формах борьбы менее вероятны. К таким механизмам
внутрипопуляционного гомеостаза относятся угнетающие (ингибирующие) выделения
во внешнюю среду более сильными особями, стрессовые явления, разграничение
территорий (территориальность), миграции между популяциями.

Выделения во внешнюю среду характерны для растений и
животных. Молодое поколение леса не появляется под материнским пологом или
находится в сильно угнетенном состоянии не только и результате дефицита света,
влаги и минерального питания, но и из-за ингибирующих выделений корней и
надземных органов взрослых растений. Препятствием для прорастания семян  и укоренения всходов молодого поколения
является и мощный слой слаборазложившегося мертвого органического вещества
(лесной подстилки). В спелых лесах сила влияния этих факторов обычно
уменьшается, и молодое поколение постепенно сменяет теряющих конкурентную
способность особей.

У лабораторных животных (крыс, мышей) воздух,
подаваемый из перенаселенных помещений в помещения со свободным размещением и
развитием животных, замедляет и угнетает их рост. Аналогичные результаты
наблюдались в опытах с головастиками лягушек, когда в аквариумы, где они хорошо
развивались, добавляли воду из аквариумов, в которых плотность организмов была
чрезвычайно высокой.

Явления территориальности наиболее четко выражены в животном
мире. К ним относятся различные способы охраны занимаемых территорий (пение
птиц – сигнал о занятости территории в период размножения и выкармливания
потомства; у кошачьих и собачьих – мечение границ участков выделением желез,
мочой или механическими отметинами на деревьях, почве).

При высокой скученности особей в популяциях (обычно у
млекопитающих) стрессовые явления приводят к снижению или потере репродуктивных
функций, особенно у слабых особей. При ослаблении или прекращении стрессовых
явлений организмы обычно восстанавливают функции жизнедеятельности и
репродукционного процесса.

Миграции, как фактор гомеостаза, проявляются чаще
всего в двух видах. Первый – массовый исход (нашествие) особей из популяции при
перенаселенности (у леммингов, белок и других видов с взрывным типом динамики
численности). Оставившие популяцию особи (как правило, молодняк) обычно не
возвращаются на прежнее место. Значительное количество их погибает при подобных
перемещениях.

Второй вид миграций – постепенный (спокойный) уход
части особей в другие популяции с меньшей плотностью населения.

Даже при численности, близкой к оптимальной, популяции
обмениваются особями, что важно для уменьшения вероятности инбридинга
(близкородственного скрещивания) и для обмена информацией, специфичной для
конкретных популяциях.

Неоднозначны реакции популяций на иммигрантов: в
периоды высокой численности они препятствуют вселению особей из других
популяций; при низкой численности эти механизмы снимаются.

У насекомых выселительная способность часто связана с
появлением специфических особей, выделяемых в отдельную фазу, характеризующихся
большей подвижностью, стремлением к перемещениям. У тлей появляется фаза с
хорошо развитыми крыльями, у пустынной саранчи, кроме лучшего развития
летательного аппарата, подвижность увеличивается за счет более темной окраски и
в связи с этим лучшей прогреваемости тела, что для холоднокровных организмов
является важнейшим фактором усиления активности.

Ясно, что гомеостаз в полной мере проявляется, если
срабатывают все механизмы, лежащие в его основе. Например, не нарушается резко
соотношение численностей хищников и жертв, не действуют ослабляющие факторы
(загрязнение, нарушение местообитаний и др.), не превышаются критические
пределы численности.

В настоящее время подобные нарушения гомеостатических
механизмов вызываются в большинстве случаев антропогенными факторами.
Прикладная экология решает задачу исключения или снижения действия подобных
факторов.

Список литературы

Воронков Н.А. Основы общей экологии. М.: Агар, 1997

Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. СПб.: Химия,
1997

Человек и биосфера. Ростов-на-Дону, Изд. РГУ, 1977

Ю. Одум. Основы экологии. М.: Мир, 1975

Для подготовки данной работы были использованы
материалы с сайта http://www.mnepu.ru/

Реферат: Экология популяции

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ

РЕФЕРАТ

Экология популяции

Проверила: Колесникова А.А.

Выполнила: Осташова Е.В.

Сыктывкар

2008

Содержание

Понятие популяции в экологии

Структура популяции и её виды

Пространственные подразделения популяции

Численность и плотность популяций

Место популяции в иерархии биологических систем

Список использованной литературы

Понятие популяции в экологии

Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.

Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» — народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определённой территории.

Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов.

В популяциях в той или иной степени проявляются все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные.

Специфические внутривидовые взаимосвязи – это отношения, связанные с воспроизводством, между особями разных полов и между родительским и дочерним поколениями.

При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрёстное оплодотворение отсутствует и преобладают вегетативное партеногенетическое или другие способы размножения, то генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов, или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие использовать ограниченные ресурсы среды таким образом, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном через количественное изменение населения. Популяции многих видов обладают связями, позволяющими им регулировать свою численность.

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они также через взаимоотношения особей.

Таким образом, популяции как групповые объединения обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. Групповые особенности – это основные характеристики популяций. К ним относятся: 1) численность – общее количество особей на выделяемой территории; 2) плотность популяции – среднее число особей на единицу площади или объёма занимаемого популяцией пространства; 3) рождаемость – число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения; 4) смертность – показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определённый промежуток времени; 5) прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным; 6) темп роста – средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определённая организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой – под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей население вида на определённой территории характеризуется ещё и приспособительными чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.

Зародилось и успешно функционирует целое научное направление – демэкология (от греч. demos – народ), рассматриваемое как раздел общей экологии, изучающий структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых формируются популяции, и др. При этом приоритетной для демэкологии проблемой являются биотические взаимоотношения.

Структура популяции и ее виды

Любой популяции присуща определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп особей по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают соответствующую структуру популяции: пространственную, половую, возрастную и т.д. Структура формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств видов, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Поэтому важно подчеркнуть откровенно приспособительный характер структуры популяции.

Возрастная и половая структуры популяции. Возрастная структура популяции, т.е. соотношение в ней разных возрастных групп, определяется особенностями жизненного цикла вида и внешними условиями.

В любой популяции можно условно выделить три экологические группы: предрепродуктивную, репродуктивную, пострепродуктивную. К предрепродуктивной относится группа особей, возраст которых не достиг способности к воспроизведению; репродуктивная — группа, способная воспроизводить новые особи; наконец, пострепродуктивная — особи, которые по ряду причин утратили способность участвовать в воспроизведении новых поколений. По отношению к общей продолжительности жизни длительность этих возрастов сильно меняется у разных видов. Для человека эти три возраста приблизительно одинаковы.

Имеются виды с очень простой возрастной структурой популяций, которые состоят практически из представителей одного возраста. Так, все однолетние растения весной находятся в проростках, затем почти одновременно зацветают, дают семена и к осени отмирают. Уязвимость таких популяций крайне высока: если в период развития наступают, например, заморозки, происходит массовая гибель особей. Напротив, в благоприятной ситуации такая популяция может дать взрыв численности (саранча, грызуны).

В популяции со сложной возрастной структурой представлены все возрастные группы, одновременно живут несколько поколений. Так, в стадах слонов, например, есть и новорожденные, и подростки, и молодые крепнущие животные, и способные к размножению самцы и самки, и старые особи. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности. Экстремальные внешние условия могут изменить их возрастной состав за счет гибели наиболее слабых, но самые устойчивые возрастные группы выживают и затем восстанавливают структуру популяции.

Очевидно, что человек, рассматриваемый как биологический вид, имеет сложную структуру популяций.

Половые группировки внутри популяций формируются на базе различной морфологии (формы и строения тела) и экологии различных полов. Отличие самцов от самок затрагивает не только строение и функцию половой системы, но и морфологию в целом (рога у самцов и отсутствие их у самок; крылатые самцы и бескрылые самки у некоторых насекомых; яркое оперение самцов и скромное у самок, и т.д.). Часто встречается различие самцов и самок по характеру и виду пищи. Так, у многих комариных самцы питаются нектаром или соком растений, а самки — кровью жертв. Разный пищевой рацион самцов и самок имеет место у ряда млекопитающих, птиц, рыб.

Соотношение возрастных и половых групп, которые можно отнести к статическим показателям популяции, определяет многое в общей жизнеспособности и темпах роста популяции, является важной характеристикой ее структуры. Тщательный и постоянный анализ возрастного и полового состава популяций — главное условие для прогнозирования численности тех видов, которые человечество использует в дикой природе или с которыми вынуждено бороться.

Пространственная структура популяций. Пространство, которое занимает популяция, дает ей необходимые для жизни условия. Однако каждая конкретная территория способна прокормить лишь определенное число особей. При этом очевидно, что на степень использования доступных природных ресурсов влияет не только общая численность популяции, но и размещение особей в пространстве.

Изредка в природе встречается почти равномерное упорядоченное распределение особей на занимаемой территории, например в чистых зарослях некоторых растений. Однако в силу неоднородности занимаемого пространства, а также некоторых особенностей биологии видов чаще всего члены популяции распределяются в пространстве неравномерно. При этом существуют два крайних варианта неравномерного размещения членов популяции: 1) четко выраженная мозаичность с незанятым пространством между отдельными скоплениями особей (например, гнездовья грачей в рощах или парках); 2) распределение случайного, диффузного типа, когда члены популяции более или менее независимы друг от друга и обитают в относительно однородной для них среде (например, размещение мучных хрущаков в муке).

Отметим, что между указанными вариантами неравномерного размещения существует множество переходов. В то же время тип распределения в занимаемом пространстве в каждом конкретном случае оказывается приспособительным, поскольку позволяет оптимально использовать имеющиеся ресурсы.

Растения чаще всего распределены крайне неравномерно, образуя при этом более или менее изолированные группы, скопления, которые называются субпопуляциями. Они имеют отличия в числе особей, плотности, возрастной структуре и протяженности. Напротив, у животных, благодаря их подвижности, способы упорядочивания территориальных отношений более разнообразны по сравнению с растениями. При этом внутрипопуляционное распределение у высших животных регулируется системой инстинктов. Такие инстинкты, которые способствуют поддержанию размещения по территории отдельных особей или групп в популяциях, характерны для птиц, млекопитающих, пресмыкающих, ряда рыб.

По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых.

Оседлые животные отличаются инстинктами привязанности к своему участку, стремлением вернуться на хорошо знакомую территорию (если произошло вынужденное переселение). Такое «чувство дома» получило название «хоминг» (от англ. home — дом). Яркий пример хоминга — занимание одной и той же парой скворцов «своего» скворечника в течение ряда лет.

Оседлому образу жизни присущи существенные биологические преимущества. В частности, на знакомой территории облегчается свободная ориентация, животное тратит меньше времени на поиски корма, быстрее находит укрытие от врага, а также может при необходимости создавать запасы пищи (белка, сурок, полевая мышь). В то же время оседлый образ жизни угрожает быстрым истощением пищевых ресурсов, если, например, плотность популяции становится чрезмерно высокой.

Даже в случае территориального обособления члены популяции поддерживают друг с другом определенную связь. Это обеспечивается при помощи системы различных сигналов и прямых контактов на границах владений.

Различают два типа активности территориального поведения животных: первый направлен на обеспечение собственного существования (поиск пищи, устройство убежищ и т.п.), второй — на установление отношений с соседями (мечение и охрана своих участков). При этом применяются разные способы для закрепления участка: от прямой агрессии по отношению к чужаку, до ритуального поведения, демонстрирующего угрозу, а также специальных сигналов и меток, которые свидетельствуют о занятости территории. Следует подчеркнуть, что прямая агрессия с нанесением конкуренту повреждений встречается весьма редко.

На нейтральной территории агрессивный инстинкт угасает. Частичное перекрывание индивидуальных «владений» служит способом поддержания контактов между членами популяции. При этом соседи, как правило, поддерживают устойчивую обоюдовыгодную систему связей, например, совместную защиту от врагов, взаимное предупреждение об опасности (сороки в лесу).

Территориальное поведение животных особенно ярко выражено в период размножения. По его окончании у многих видов распределение по индивидуальным участкам сменяется групповым образом жизни с иным типом поведения. Так, после вылета птенцов большинство воробьиных птиц объединяются в стаи, которые совершают кочевки.

Для оседлых видов животных все варианты общей пространственной структуры популяций обычно сводятся к четырем основным типам: диффузному, мозаичному (рассмотрены ранее), пульсирующему и циклическому.

Для популяций, характеризующихся резкими колебаниями численности, характерен пульсирующий тип пространственной структуры. Известно, что в период резкого падения численности некоторые животные собираются на наиболее благоприятных для жизни участках. Так, например, полевки-экономки в лесостепи в засушливые годы заселяют в первую очередь заболоченные берега озер.

Циклический тип пространственной структуры популяций оседлых животных характеризуется закономерным попеременным использованием территории в течение года, например летом и зимой. При таком типе использования пространства сохраняется баланс между потреблением кормов и их ежегодным возобновлением.

Кочевой образ жизни имеет перед оседлым определенные преимущества. Прежде всего, кочевые животные не зависят от запасов корма на конкретной территории. Однако постоянные передвижения одиночных особей способствуют учащению гибели от хищников. Именно поэтому кочевой образ жизни, как правило, свойствен стадам и стаям. При этом территории перемещения многих видов могут быть весьма большими. Так, табуны зебр в Серенгети в период сухого сезонакочуют на участке в 400—600 км2. На данной территории имеются определенные места отдыха, пастьбы и водопоев, используемые регулярно в определенные сроки.

Многообразие конкретных форм проявления территориальных взаимоотношений животных ученые располагают в постепенно усложняющийся ряд. При этом система неперекрывающихся охраняемых участков оседлых особей — это самая простая пространственная структура популяций; более сложная — система перекрывающихся территорий, при которой усиливаются внутривидовые контакты. Наконец, групповое использование одних и тех же участков, возможное только на основе строго упорядоченных отношений внутри группы.

Этологическая структура популяции. Систему взаимоотношений между членами одной популяции называют этологической, или поведенческой структурой популяции.

Формы совместного существования особей в популяции весьма различны. Ниже рассмотрены наиболее характерные.

Одиночный образ жизни характерен для многих видов (например, ежи, сомы, щуки и т.д.), но лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Поэтому абсолютно одиночного существования организмов в природе не встречается, иначе погибли бы соответствующие популяции.

У видов с преимущественно одиночным образом жизни часто возникают временные скопления — в местах зимовок, а также в период перед размножением. Так, божьи коровки осенью образуют целые гроздья в сухой подстилке возле пней и комлей деревьев.

Проживание в группе себе подобных отражается на протекании многих физиологических процессов в организме животного. У искусственно изолированных особей заметно меняется уровень метаболизма (обмена веществ), быстрее тратятся резервные вещества, не проявляется целый ряд инстинктов и ухудшается общая жизнеспособность. Под эффектом группы понимают оптимизацию физиологических процессов, ведущую к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании.

Эффект группы проявляется как реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Так, у овец вне стада резко учащаются пульс и дыхание, а при виде приближающегося стада эти процессы нормализуются, и овца успокаивается. Известно также, что для выживания африканских слонов стадо должно состоять по крайней мере из 25 особей. Эффект группы состоит также в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышении средней продолжительности жизни индивидуума. В группах животные часто способны поддерживать оптимальную температуру (при скучивании, в гнездах, ульях). У многих животных вне группы не реализуется плодовитость. Так, голуби некоторых пород не откладывают яйца, если не видят других птиц. Достаточно поставить перед самкой зеркало, чтобы она приступила к яйцекладке.

Эффект группы не проявляется у видов, ведущих одиночный образ жизни. Если таких животных искусственно заставить жить вместе, у них повышается раздражительность, учащаются столкновения, повышаются энергозатраты на поддержание жизнедеятельности. Так, ушастые ежи в группе повышают потребление кислорода до 134% по сравнению с содержащимися в одиночестве.

Согласно В.А. Радкевичу, в явлениях эффекта группы и особенно фазовой изменчивости огромную роль играют гормональные механизмы. Так, особые эндокринные железы насекомых — прилежащие тела — вырабатывают гормон, который стимулирует и управляет переходом особи из одиночной фазы в стадную.

Биологи считают, что самое сильное проявление эффекта группы свойственно общественным насекомым (пчелам, муравьям, термитам). Не обладая способностью длительно существовать в одиночку (что заложено у них в генетической программе), эти насекомые выработали сложную систему сигнализации, которая способствует сохранению их особей во времени и пространстве.

Изложенное позволяет понять, почему предъявляются повышенные требования при формировании групп космонавтов, отрядов специального назначения, экипажей, которые должны длительно находиться в замкнутом пространстве, либо длительно общаться друг с другом. При удачном подборе в таком коллективе явно проявляется «эффект группы» и он успешно справляется с поставленной задачей.

Семейный образ жизни резко усиливает связи между родителями и их потомством. Известное проявление этого — забота одного из родителей об отложенных яйцах или кормление самцом самки. При этом заботы о птенцах продолжаются до поднятия их на крыло, а у ряда крупных млекопитающих (медведей, тигров) детеныши воспитываются в семейных группах в течение нескольких лет, до наступления их половой зрелости. В зависимости от того, кто из родителей берет на себя уход за потомством, различают семьи отцовского, материнского и смешанного типа. Отметим, что в семьях с устойчивым образованием пар обычно оба родителя принимают участие в охране и выкармливании молодняка.

При семейном образе жизни территориальное поведение животных выражено наиболее ярко. Присущие ему различные сигналы, маркировка, ритуальные формы угрозы и даже прямая угроза (часто со стороны и самца и самки) обеспечивают владение участком, размеры и пищевая емкость которого достаточна для выкармливания потомства.

Колония. Будучи групповым поселением оседлых животных, она может существовать как длительно, так и возникать лишь на период размножения (грачи, чайки, гагары и т.п.).

Значительно более сложная форма колонии — поселения животных, в которых отдельные их жизненные функции выполняются сообща; Это в свою очередь повышает вероятность выживания отдельных особей. Так, тревога, поднятая любой заметившей хищника птицей, мобилизует остальных и им сообща удается его отогнать.

Некоторые общественные насекомые — пчелы, муравьи, термиты организуют весьма сложные колонии — семьи. Здесь насекомые выполняют сообща много основных функций: защиты, размножения, обеспечения кормом себя и потомства, строительства и т.п., для чего осуществляют обязательное разделение труда и специализацию отдельных особей, в том числе разных возрастных групп. При этом члены колонии постоянно обмениваются информацией друг с другом.

Характерно, что по мере усложнения колониального объединения поведение, а иногда даже физиология и строение отдельной особи все в большей степени подчиняются интересам всей колонии.

Стая. Это временное объединение животных одного вида (насекомых, птиц, рыб, реже млекопитающих и др.), связанное с общностью места обитания или размножения. Стайность облегчает выполнение каких-либо функций в жизни вида, например, защиты от врагов, добычи пищи, миграции.

Исходя из способа координации действий, стаи подразделяются на два вида: 1) без выраженного лидера (обычно у рыб); 2) с лидерами, на которых ориентируются остальные особи (стаи крупных птиц и млекопитающих, например волков). Волчьи стаи образуются зимой для групповой охоты. В этом случае зверям удается справиться с крупными копытными (например взрослым лосем), охота на которых в одиночку часто заканчивается гибелью самого хищника. В процессе групповой охоты вожак стаи «организует» засады, захват жертвы в кольцо и другие действия, что требует согласованности и координации действий всех членов стаи.

Стадо — это группа диких или домашних животных одного вида, обитающая на какой-либо территории (например, стадо оленей) или акватории. В стаде осуществляются все основные функции жизни: добывание корма, защита от хищников, миграции, размножение, воспитание молодняка и т.п. При этом основу группового поведения животных в.стадах составляют взаимоотношения доминирования(главенства) — подчинения, которые обусловлены индивидуальными различиями между особями.

Иерархически организованному стаду свойствен закономерный порядок перемещения, определенная организация при защите, расположении на местах отдыха и т.п. Так, при передвижении’стада павианов в центре, в наибольшей безопасности, находятся самки с детенышами или беременные, по краям вожаки, молодые самцы и неразмножающиеся самки. Впереди и позади стада располагаются крупные самцы, готовые отразить нападение хищника.

В биологическом аспекте смысл иерархической системы «доминирования-подчинения» заключается в создании согласованного поведения группы, которое выгодно для всех ее членов. Осуществив своеобразную «расстановку сил», животные уже не тратят лишней энергии на конфликты между отдельными особями, а группа в целом получает преимущества, подчиняясь наиболее сильным и опытным индивидуумам. Конечно, в экстремальных условиях (например, при отсутствии кормов), гибнут в первую очередь более слабые, подчиненные особи, но тем не менее под защитой группы они все же имеют больше шансов выжить, нежели в одиночку.

Внутривидовая конкуренция. В этом случае между особями сохраняется солидарность, так что они в состоянии размножаться и обеспечивать таким образом передачу свойственных популяции наследственных свойств. Очевидно, что внутривидовая конкуренция в корне отличается от межвидовой.

Внутривидвая конкуренция проявляется, например, в территориальном поведении, когда животное защищает место своего гнездования и известную площадь в его округе. Так, в период размножения самец колюшки охраняет определенную территорию, на которую, кроме своей самки, не допускает ни одной особи своего вида.

Другим проявлением внутривидовой конкуренции выступает существование социальной иерархии, которая характеризуется наличием особей доминирующих и подчиненных. У растений конкуренция касается главным образом света и воды. В первом случае растения при слишком большой густоте затеняют друг друга, что приводит к гибели их значительного числа. У деревьев формируется различный вид в зависимости от того, растут ли они в лесу или отдельно от других деревьев.

В ряде случаев внутривидовая конкуренция может приводить к дифференциации вида, когда последний распадается на несколько популяций, занимающих разные территории. Так, у саванной овсянки один экологический подвид размещается на прибрежных солончаках, другой — на сухих холмах.

У представителей одного и того же вида животных встречается и такое редкое явление, как каннибализм, т.е. поедание себе подобных. Он наиболее развит у хищных рыб-щук, окуней, трески, наваги и др. В условиях обостренной конкуренции за пищу или воду каннибализм проявляется подчас и у нехищных животных. Например, личинки майского жука, которые помещены в сухую почву, могут поедать друг друга.

Паразитирование на себе подобных, т.е. внутривидовой паразитизм, встречается нечасто, оно характеризует в основном отношения разных полов. Так, самки глубоководных рыб-удильщиков носят на себе значительно более мелких самцов, которые прирастают ртом к их телу и питаются как паразиты. Внутривидовой паразитизм имеет приспособительное значение, поскольку наличие «карманных» самцов исключает необходимость затраты энергии на встречу полов, а также снижает остроту конкуренции из-за пищи в условиях общего недостатка кормов на больших глубинах.

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. 1).

Таблица 1

Величина радиуса индивидуальной активности животных и растений (по А.В. Яблокову, А.Г. Юсуфову, 1976)

Вид Радиус активности
Виноградная улитка (Helixpomaceae) Несколько десятков метров
Сельдь (Clupea harengus) Несколько сот километров
Песец (Alopex lagopus) Несколько сот километров
Северный олень (Rangifer tarandus) Более ста километров
Ондатра (Ondatra zibetica) Несколько сот метров
Усатые киты (Mysticeti) Несколько тысяч километров
Дуб(пыльца) (Quercus petraca) 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 популяции 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.1).

Элементарная, или микропопуляция, — это совокупность особей вида, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади. В состав их обычно входят генетически однородные особи. Количество элементарных популяций, на которые распадается вид, зависит от разнородности условий среды обитания: чем они однообразнее, тем меньше элементарных популяций, и наоборот. Между элементарными популяциями всегда имеются некоторые отличия, проявляющиеся в генетическом своеобразии, фенологических особенностях, способности к накоплению питательных веществ, интенсивности обмена, в характере поведения, или каждая элементарная популяция морфофизиологически и этологически (поведенчески) специфична, различия между ними определяются их генетическим своеобразием и средой обитания. Однако нередко смешение особей элементарных популяций, происходящее в природе, стирает границы между ними.

Рис. 1. Пространственное подразделение популяций (по Н.П. Наумову, 1963):

1 – ареал вида; 2 – 4 – соответственно географическая, экологическая, и элементарная популяции

Экологическая популяция формируется как совокупность элементарных популяций. В основном это внутривидовые группировки, слабо изолированные от других экологических популяций вида, поэтому обмен генетической информаций между ними происходит сравнительно часто, но реже, чем между элементарными популяциями. Экологическая популяция имеет свои особые черты, отличающие её в чём-то от другой соседней популяции. Так, белки (Sciurus vulgaris) заселяют различные типы леса, и могут быть чётко выделены «сосновые», «еловые», «пихтовые», «елово- пихтовые» и другие их экологические популяции.

Географическая популяция охватывает группу особей, населяющих территорию с географически однородными условиями существования. Географические популяции занимают сравнительно большую территорию, довольно основательно разграничены и относительно изолированы, Они различаются плодовитостью, размерами особей, рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей. Для географической популяции характерен генетический обмен, и хотя он может быть редким, но всё же возможен. При перекрёстном скрещивании особи каждой популяции приобретают общий морфологический тип, в чём-то несколько отличающийся от соседней географической популяции, с которой регулярного контакта нет. Например, узкочерепная полёвка занимает большой ареал. Она встречается в степных районах нашей страны и далеко на севере в зоне тундры. 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 чётко выражены, что длительное время считали эти группы разными видами. Однако эксперименты показали, что обе формы полёвок легко скрещиваются и дают плодовитое потомство, следовательно, принадлежат к одному виду.

Границы и размеры популяций в природе определяются особенностями не только заселяемой территории, но в первую очередь свойствами самой популяции. Здесь всегда лежит степень её генетического и экологического единства. Раздробление вида на множество мелких территориальных группировок носит приспособительный характер к большому разнообразию местных условий, что увеличивает генетическое многообразие вида и обогащает его генофонд. Таким образом, наиболее общим правилом является то, что индивиды любого живого вида всегда представлены не изолированными отдельностями, а их определённым образом организованными совокупностями. Это правило было сформулировано в 1903 г. С.С. Четвериковым (1880 – 1959) и получило название правила объединения в популяции.

Численность и плотность популяций

Основными показателями структуры популяций является численность и распределение организмов в пространстве и соотношение разнокачественных особей. В связи с размерами ареала популяций может значительно изменяться и численность особей в популяциях.

Численность популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объёме. Зависит от соотношения интенсивности аразмножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению её численности.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади либо объёма, Например: 400 деревьев на 1 га, 0,5 г циклопов в 1 м3 воды. Нередко важно различать среднюю плотность, т. е. численность или биомассу на единицу всего пространства, и удельную или экологическую плотность – численность или биомассу на единицу обитаемого пространства, доступной площади объёма, которые фактически могут быть заняты популяцией.

Плотность популяции отличается изменчивостью и зависит от её численности. При возрастании численности не наблюдается увеличение плотности лишь в том случае, когда возможно распределение популяции, расширение её ареала. Особи, составляющие популяции, имеют различные типы пространственного распределения, выражающие их реакции на различные влияния, например, добычу и благоприятные физические условия или конкурентные реакции. Различают три типа распределения или расселения особей внутри популяции: равномерное, случайное и групповое.

Равномерное распределение в природе чаще связано с острой конкуренцией между разными особями. Такой тип распределения отмечают у хищных рыб и у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

Случайное распределение имеет место только в однородной среде. Так на первых порах распределяется тля на поле. По мере её размножения распределение приобретает групповой или пятнистый (конгрегационный) характер.

Групповое распределение встречается наиболее часто. Так, в сосновом лесу деревья вначале расселяются группами, а в дальнейшем их размещение становится равномерным. Популяции групповое распределение обеспечивает более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям по сравнению с отдельной особью. Животные, ведущие подвижный образ жизни, как правило, распределяются активно, что приводит к интенсивному перемешиванию популяций и стиранию границ между ними. Например, очень подвижные и активно перемещающиеся песцы, другие животные, птицы имеют огромные ареалы без резких границ между популяциями.

У пассивно передвигающихся и малоподвижных организмов, наоборот, популяции чётко разграничены даже на относительно небольшой территории. Таковы популяции наземных моллюсков, многих земноводных. Размеры ареала популяции зависят от величины особей, составляющей её. Мелкие особи занимают сравнительно небольшие ареалы, тогда как у видов с крупными особями они обширны. Вместе с тем это правило имеет много исключений. Так, территория, занимаемая популяцией прыткой ящерицы Lacerta agilis, может колебаться от 0,1 до нескольких гектаров.

Знание типа распределения организмов имеет большое значение при оценке плотности популяции методом выборки (в случае группового размещения площадь выборки должна быть большая). Возьмём n выборок. Среднее число особей в каждой выборке обозначим через m и получим рассеяние или дисперсию S2 по формуле:

S2 =

При равномерном распределении дисперсия S2 равна нулю, так как число особей в каждой выборке постоянно и равно среднему. В случае случайного распределения среднее m и дисперсия S2 равны. При групповом распределении рассеяние S2 выше среднего и разница между ними тем больше, чем сильнее тенденция животных к образованию скоплений.

Место популяции в иерархии биологических систем

Сложность представления о популяции определяется двойственностью её положения в рядах иерархически соподчинённых биологических систем, отражающих различные уровни организации живой материи (рис.2). С одной стороны, популяция включается в генетико-эволюционный ряд, отражающий филогенетические связи таксонов разного уровня как результат эволюции разных форм жизни:

организм → популяция → вид → род → … → царство

В этом структурно-эволюционном ряду популяция выступает как форма существования вида и её основная функция заключается в обеспечении устойчивого выживания и воспроизведения вида в данных конкретных условиях. В этом аспекте наиболее значимые свойства популяции характеризуются её генетической спецификой: общность и специфичность генофонда определяют адаптивность всех особей и популяции в целом к конкретным условиям среды. В то же время определённый уровень генетической гетерогенности особей в популяции предоставляет материал для микроэволюционного процесса в условиях меняющейся среды или возникшей по тем или иным причинам изоляции. В этом случае популяция выступает не только как форма существования вида, но и как элементарная единица его эволюционного преобразования. Этому аспекту популяционной биологии посвящено много исследований, составляющих одно из важнейших направлений современной теоретической биологии.

Одновременно с этим, представляя вид в конкретных условиях среды, популяция вступает в трофические и иные отношения с популяциями других видов, т. е. включается в состав конкретного биогеоценоза. Этот подход к популяционным системам отражает функционально-энергетический ряд различных уровней организации жизни:

организм → популяция → биогеоценоз → биосфера

В этом ряду популяция выступает в качестве функциональной субсистемы конкретного биогеоценоза; её функция – участие в трофических цепях – определяется видоспецифическим типом обмена. Устойчивое выполнение этой функции основывается на адаптивности популяции, способности к поддержанию популяционного гомеостаза, вследствие чего обеспечивается стабильное участие вида в биогенном круговороте. Этому аспекту существования популяционных систем в наибольшей степени подходит «функциональный» принцип определения масштаба популяции.

«Двойственная» природа популяционных систем заключается ещё и в биологической противоречивости их функций. Будучи, по определению, группировками особей одного вида в общих местах обитания, популяции состоят из организмов, максимально сходных по их биологическим свойствам и требованиям к среде. Это потенциально содержит в себе высокую вероятность возникновения острых конкурентных отношений между особями в популяции. Адаптации к снижению уровня конкуренции действуют в направлении дифференциации, разобщения особей в составе популяции. Но как целостная система популяция может эффективно функционировать только в условиях устойчивых контактов и взаимодействий особей, что связано с задачей их сближения, интегрированности в составе популяции. Разрешение этих противоречий – основа структурированности популяционных систем, поскольку поддержание оптимального соотношения между внутрипопуляционными процессами дифференциации и интеграции идёт на основе пространственной и функциональной неоднородности распределения и взаимосвязей особей в составе целостной популяции.

Рис.2. Положение популяции в структуре биологических систем биосферы (по И. А. Шилову, 1988).

Список используемой литературы

1. Ю.Л. Хотунцев. «Экология и экологическая безопасность»: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2002, — 480 с.

2. Экология: Учебное пособие / Под ред. проф. В.В. Денисова. Серия «Учебный курс». – Ростов н /Д: Издательский центр «МарТ», 2002. – 640 с.

3. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 703 с.

4. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов н /Д: изд-во «Феникс», 2001 – 576 с.

5. Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1997. – 512 с.

6. В.А. Радкевич. Экология. Краткий курс. Мн., «Вышэйш. школа», 1997. – 304 с.

Понятие о популяции. Типы популяций

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 определение
популяции еще не выработано. 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, распределении
в пространстве. Популяциям присущи
конкретные генетические и экологические
признаки, отражающие способность систем
поддерживать существование в постоянно
меняющихся условиях: рост, развитие,
устойчивость. Наука, объединяющая
генетические, экологические и эволюционные
подходы к изучению популяций, известна
как популяционная биология.

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.

Динамика
численности
и
плотности определяется в основном
рождаемостью, смертностью и процессами
миграции. Это показатели, характеризующие
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
различают абсолютную и удельную.
Абсолютная
рождаемость

это количество новых особей, появившихся
за единицу времени, а удельная

то же самое количество, но отнесенное
к определенному числу особей. Например,
показателем 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 ив
течение 36 часов могут сплошным слоем
покрыть всю планету. Очень высока
плодовитость у большинства видов
насекомых и низка у хищников, крупных
млекопитающих.

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.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #